Aus cis,cis-Muconsäure können zahlreiche Polymerbausteine wie Terephtal-, Adipin- oder Lävulinsäure, Caprolacton oder –lactam hergestellt werden. Die Arbeitsgruppen von Tomonori SONOKI an der Hirosaki University und Eiji MASAI von der Nagaoka Technical University haben nun Mutanten von Pseudomonas putida und Sphingobium sp. erzeugt, die aus verschiedenen Lignin-Typen in guten Ausbeuten cis, cis-Muconsäure bilden. Als Lignin verwendeten sie Lignin aus Sicheltannen oder Birken, das hauptsächlich aus Guaiacylpropan-Lignin bzw. Syringyl-Lignin besteht (G- und S-Lignin). 18 Gew.-% beider Lignin-Typen ließen sich mit dem gentechnisch optimierten Stamm Pseudomonas putida KT 2440 zur Muconsäure transformieren. Noch höhere Ausbeuten von 35 Gew.-% wurden mit einer Mutante des Stamms Sphingobium sp. SYK-6 erzielt, der außerdem das in Graspflanzen vorherrschende H-Lignin (p-Hydroxylphenylpropan-Lignin) zum Wachstum verwertete (s. Abb.). Beide Mikroorganismen konnten auf Ligninen als einziger Kohlenstoff-Quelle wachsen, waren aber gentechnisch so verändert, daß die Intermediärverbindung Protocatechussäure nur noch zum Brenzcatechin und weiter zur Muconsäure abgebaut wurde. Die Autoren wollen nun den Lignin-Aufschluß verbessern und die Ausbeuten weiter erhöhen.
Das von der Japan Science and Technology Agency (JST) geförderte Projekt ist ein gutes Beispiel für das Potenzial der Biotechnologie für eine nachhaltige Erzeugung von Chemie-Produkten.
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20170619-3/index.html