アセトインの2,3-ブタンジオールへの生体内変化：植物および微生物のバイオ触媒の評価

2,3-ブタンジオール（2,3-BD）は、薬物、化粧品、食品に多様な用途がある化学および製薬業界に広範な用途があるため、貴重なバルク化学物質です。本研究では、5つの植物種（アブラナ・オレラセア、ブラシカ・ラパ、ダウカスカロタ、パスティナカ・サティバ、およびラフヌサチヴァス）と5つの微生物（アスペルギルスフエティドゥス、ペニシリュムムメンセン、サッカリナム、カチュリムクリンゲン菌、カチョウのカレはutinis）2,3-BDの生産の方法として調査されました。これは、微生物による一般的な五角形および六角形の発酵の代替として機能することができます。生成された2,3 bdの立体異性体を特徴づけ、その総変換率を決定しました。結果は、検査された植物がB. rapaを除くすべての2,3 bdステレオ異性体の生産のための緑の工場として使用できることを示しました。微生物では、P。fermentansとS. carlbergensisが（ - ）-2R、3R、およびメソブタンジオールを産生し、P。citrinumは（+）-2s、3s、およびメソブタネジオールを産生しました。R. GlutinisとA. Foetidusは、3つの異性体すべてを生成しました。結論として、植物および微生物からの効率的な全細胞生体触媒は、アセトインの2,3-bdへの生体変換で決定されました。生成された立体異性体のプロファイルは、微生物がより特定の立体異性体を産生することを実証しました。

2,3-Butanediol (2,3-BD) is a valuable bulk chemical owing to its extensive application in chemical and pharmaceutical industry with diverse applications in drug, cosmetics and food products. In the present study, the biotransformation of acetoin to 2,3-BD by five plant species (Brassica oleracea, Brassica rapa, Daucuscarota, Pastinaca sativa, and Raphnussativus) and five microorganisms (Aspergillusfoetidus, Penicillumcitrinum, Saccharomyces carlbergensis, Pichiafermentans, and Rhodotrulaglutinis) was investigated as a method for the production of 2,3-BD, which can serve as an alternative to the common pentoses and hexoses fermentation by microorganisms. The produced 2,3-BD stereoisomers were characterized and their total conversion yields were determined. The results showed that the examined plants can be used as a green factory for the production of all 2,3-BD stereoisomers, except B. rapa. In microorganisms, P. fermentans and S. carlbergensis produced (-)-2R,3R and mesobutanediol, while P. citrinum produced (+)-2S,3S and mesobutanediol. R. glutinis and A. foetidus produced all three isomers. In conclusion, efficient whole-cell biocatalysts from plants and microorganisms were determined in the bioconversion of acetoin to 2,3-BD. The profile of produced stereoisomers demonstrated that microorganisms produce more specific stereoisomers.