Digitální knihovna UPCE přechází na novou verzi. Omluvte prosím případné komplikace. / The UPCE Digital Library is migrating to a new version. We apologize for any inconvenience.

Publikace:
Upcycling atmospheric CO2 to polyhydroxyalkanoates via sequential chemo-biocatalytic processes

Článekopen accesspeer-reviewedpostprint
dc.contributor.authorBruch, Manuelcze
dc.contributor.authorSanchez-Velandia, Julian Ecze
dc.contributor.authorRodriguez Pereira, Jhonatancze
dc.contributor.authorRich, Michellecze
dc.contributor.authorPearcy, Nicolecze
dc.contributor.authorNarancic, Tanjacze
dc.contributor.authorGarcia-Verdugo, Eduardocze
dc.contributor.authorSans, Victorcze
dc.contributor.authorO'Connor, Kevincze
dc.contributor.authorZanatta, Marcileiacze
dc.date.accessioned2025-10-07T10:20:35Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractThe reduction of greenhouse gas emissions and the shift away from petrochemical-derived materials are critical goals in modern industrial development and societal progress. Addressing these intertwined challenges demands innovative and sustainable solutions. Here, we present the first example of synthesizing poly[R-(-)-3-hydroxybutyrate] (PHB) from atmospheric CO2, utilizing a streamlined and integrated process that combines both chemo- and bio-catalytic conditions. Central to our approach is the development of an immobilized catalytic system that efficiently converts atmospheric CO2 into sodium formate, establishing a sustainable carbon source for formatotrophic organisms. Through Adaptive Laboratory Evolution (ALE), we enhanced the growth rate of the bacterium Cupriavidus necator H16, enabling it to utilize formic acid and formate as the sole carbon and energy sources. The evolved strain, C. necator ALE26, achieved a 1.8-fold increase in the maximum growth rate (mu(max) = 0.25 +/- 0.02 h(-1)), attributed to the loss of the megaplasmid pHG1. Employing the adapted strain, we report the highest PHB production rate in continuous fermentation using C. necator for growth on formate. The development of the different stages (sorption and chemo- and bio-transformation) under compatible conditions that minimize the number of work-up stages demonstrates a major advancement in converting atmospheric CO2 into valuable biopolymers, thus simultaneously contributing to the reduction of greenhouse gases in the atmosphere and to a circular economy of biobased polymers that diminish fossil fuel dependence.eng
dc.description.abstract-translatedSnížení emisí skleníkových plynů a odklon od materiálů získaných petrochemicky jsou zásadními cíli moderního průmyslového rozvoje a společenského pokroku. Řešení těchto vzájemně propojených výzev vyžaduje inovativní a udržitelná řešení. Zde uvádíme první příklad syntézy poly[R-(–)-3-hydroxybutyrátu] (PHB) z atmosférického CO2 s využitím efektivního a integrovaného procesu, který kombinuje chemo- a bio-katalytické podmínky. Ústředním bodem našeho přístupu je vývoj imobilizovaného katalytického systému, který účinně přeměňuje atmosférický CO2 na mravenčan sodný, čímž vytváří udržitelný zdroj uhlíku pro formátotrofní organismy. Prostřednictvím Adaptive Laboratory Evolution (ALE) jsme zvýšili rychlost růstu bakterie Cupriavidus necator H16, což jí umožnilo využívat kyselinu mravenčí a mravenčan jako jediný zdroj uhlíku a energie. Vyvinutý kmen, C. necator ALE26, dosáhl 1,8násobného zvýšení maximální rychlosti růstu (µmax = 0,25 ± 0,02 h-1), což je připisováno ztrátě megaplazmidu pHG1. Při použití adaptovaného kmene uvádíme nejvyšší rychlost produkce PHB při kontinuální fermentaci s použitím C. necator pro růst na formiátu. Vývoj různých stupňů (sorpce a chemo- a biotransformace) za kompatibilních podmínek, které minimalizují počet stupňů zpracování, ukazuje velký pokrok v přeměně atmosférického CO2 na cenné biopolymery, čímž současně přispívá ke snížení skleníkových plynů v ovzduší a oběhové hospodářství biopolymerů, které snižují závislost na fosilních palivech.cze
dc.formatp. 11885-11898
dc.identifier.doi10.1039/d4gc04228j
dc.identifier.issn1463-9262
dc.identifier.obd39890251
dc.identifier.scopus2-s2.0-85206882180
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10195/86069
dc.identifier.wos001335421700001
dc.language.isoeng
dc.peerreviewedyeseng
dc.project.ID90237/CEMNAT IIIeng
dc.publicationstatuspostprinteng
dc.publisherRoyal Society of Chemistryeng
dc.relation.ispartofGreen Chemistry, volume 26, issue: 24eng
dc.relation.publisherversionhttps://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/gc/d4gc04228j
dc.rightsopen accesseng
dc.subjectformic-acideng
dc.subjectralstonia-eutrophaeng
dc.subjectcarbon-dioxideeng
dc.subjectgrowtheng
dc.subjectconversioneng
dc.subjecthydrogeneng
dc.subjectrueng
dc.subjectaireng
dc.subjectnanoparticleseng
dc.subjectcomplexeseng
dc.subjectkyselina mravenčícze
dc.subjectRALSTONIA-EUTROPHAcze
dc.subjectoxid uhličitýcze
dc.subjectrůstcze
dc.subjectkonverzecze
dc.subjectvodíkcze
dc.subjectvzduchcze
dc.subjectnanočásticecze
dc.subjectkomplexycze
dc.titleUpcycling atmospheric CO2 to polyhydroxyalkanoates via sequential chemo-biocatalytic processeseng
dc.title.alternativeVyužití atmosférického CO2 na polyhydroxyalkanoáty prostřednictvím sekvenčních chemo-biokatalytických procesůcze
dc.typearticleeng
dspace.entity.typePublication

Soubory

Původní svazek

Nyní se zobrazuje 1 - 1 z 1
Načítá se...
Náhled
Název:
Upcycling_2024-08-23_Air2PHB_Manuscript.pdf
Velikost:
3.11 MB
Formát:
Adobe Portable Document Format