Un grupo de investigación metabólica en KAIST y la Universidad de Chung-Ang en Corea ha desarrollado un recombinante E. coli cepa que biosintetiza 60 nanomateriales diferentes que cubren 35 elementos en la tabla periódica. Entre los elementos, el equipo podría biosintetizar 33 nuevos nanomateriales por primera vez, avanzando el diseño avanzado de nanomateriales a través de la biosíntesis de varios elementos simples y multielementos.
El estudio analizó las condiciones de biosíntesis de nanomateriales utilizando un diagrama de Pourbaix para predecir la producibilidad y la cristalinidad. Los investigadores estudiaron un diagrama de Pourbaix para predecir la especie química estable de cada elemento para la biosíntesis de nanomateriales a niveles variables de potencial de reducción Eh y pH.En los análisis del diagrama de Pourbaix, el pH inicial de la reacción se cambió de 6.5 a 7.5, lo que resultó en la biosíntesis de varios nanomateriales cristalinos que previamente eran amorfos o no se sintetizaron.
Esta estrategia se extendió para biosintetizar nanomateriales multielementos. Varios nanomateriales simples y multielementos biosintetizados en esta investigación pueden potencialmente servir como nanomateriales nuevos y novedosos para aplicaciones industriales tales como catalizadores, sensores químicos, biosensores, bioimagen, administración de fármacos yterapia contra el cáncer.
Un grupo de investigación formado por el candidato a doctorado Yoojin Choi, el profesor asociado Doh Chang Lee y el distinguido profesor Sang Yup Lee del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de KAIST y el Profesor Asociado Tae Jung Park del Departamento de Química de la Universidad Chung-Anginformó la síntesis. Este estudio, titulado "Recombinante" Escherichia coli como biofábrica para varios nanomateriales de uno y varios elementos ", se publicó en línea en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América PNAS el 21 de mayo
Una reciente biosíntesis exitosa de nanomateriales en condiciones leves sin requerir tratamientos físicos y químicos ha desencadenado la exploración de la capacidad de biosíntesis completa de un sistema biológico para producir una amplia gama de nanomateriales, así como para comprender los mecanismos de biosíntesis para nanomateriales cristalinos versus amorfos.
Ha aumentado el interés en sintetizar varios nanomateriales que aún no se han sintetizado para diversas aplicaciones, incluidos materiales semiconductores, células solares mejoradas, materiales biomédicos y muchos otros. Esta investigación informa la construcción de un recombinante E. coli cepa que coexpresa metalotioneína, una proteína de unión a metales y fitoquelatina sintasa que sintetiza el péptido de unión a metales fitoquelatina para la biosíntesis de varios nanomateriales. Posteriormente, an E. coli la cepa se diseñó para producir una amplia gama de nanomateriales, incluidos los que nunca antes se biosintetizaron, utilizando 35 elementos individuales de la tabla periódica y también combinando elementos múltiples.
El distinguido profesor Lee dijo: "Un proceso sostenible y respetuoso con el medio ambiente es de gran interés para producir nanomateriales no solo por métodos químicos y físicos sino también por síntesis biológica. Además, se ha prestado mucha atención a producir nanomateriales diversos y novedosos para nuevos industrialesEste es el primer informe que predice la biosíntesis de varios nanomateriales, con mucho el mayor número de nanomateriales de elementos únicos y múltiples. Las estrategias utilizadas para la biosíntesis de nanomateriales en esta investigación serán útiles para diversificar aún más la cartera de nanomateriales quese puede fabricar "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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