Promotie Bo Peng

Leveraging synthetic biology strategies for flavonoid production in cell factories

Synthetische biologische strategieën voor de productie van flavonoïden in celfabrieken

Flavonoïden vormen een grote groep van natuurlijk voorkomende secundaire metabolieten met een polyfenolische structuur en staan bekend om hun gunstige effecten op de gezondheid. Flavonoïden spelen meerdere rollen in planten, zoals fotoreceptoren, antioxidanten, antimicrobiële middelen, afweermiddelen tegen vraat, visuele attractanten en lichtfilters. Bij mensen bieden flavonoïden een verscheidenheid aan gezondheidsvoordelen, waaronder antioxidante, ontstekingsremmende, anti-mutagene, antivirale, antiallergische, cardiovasculaire bescherming en cytotoxische effecten.

De gezondheidsvoordelen van flavonoïden maken ze tot een aantrekkelijk ingrediënt voor gebruik in nutraceutische, farmaceutische en cosmetische toepassingen. De huidige industriële productie van flavonoïden is voornamelijk afhankelijk van extractie uit plantweefsels, wat niet kan voldoen aan de vraag van de groeiende markt vanwege lage opbrengsten, onvoorspelbare plant- en oogstseizoenen en complexe en arbeidsintensieve extractie- en zuiveringsprocessen. Significante vooruitgang in de biosynthese van flavonoïden in micro-organismen in het afgelopen decennium heeft aangetoond dat deze benadering een optimaal alternatief biedt, met voordelen zoals lage energievereisten en hoge productzuiverheid.

Het primaire doel van dit proefschrift van Bo Peng is om synthetische biologiestrategieën te gebruiken voor de productie van flavonoïden in microbiële celfabrieken, wat drie hoofdaspecten omvat. Het eerste aspect richt zich op het rationeel ontwerpen van snelheidsbepalende enzymen in de biosynthese van flavonoïden om de productie van gemethyleerde flavonoïden, hesperetine en homoeriodictyol, te verbeteren. Het tweede aspect betreft het gebruik van de nieuw gecreëerde P. rubens 4KO-stam uit de groep van Prof. Driessen voor de efficiënte productie van naringenine. Het derde aspect concentreert zich op de productie van zeer waardevolle nieuwe flavonoïden door middel van padontwerp en gerichte evolutie.