Engineering of Microorganisms for the Production of Chemicals and Biofuels from Renewable Resources

این کتاب به بررسی وضعیت هنر در مورد استراتژی‌های تولید و بهبود سویه‌های میکروبی طراحی‌شده برای استفاده از مواد خام تجدیدپذیر می‌پردازد. در این مقاله روش‌هایی برای مهندسی ژنتیک باکتری‌های گرمادوست، ساکارومایسس سرویزیه، اشریشیا کلی و زایموموناس موبیلیس و همچنین روش‌هایی برای به دست آوردن محصولات مفید از این مواد خام تجدیدپذیر بر اساس فرآیندهای بیوتکنولوژیکی با استفاده از میکروب‌ها برای تبدیل شیمیایی آنها مورد بحث قرار می‌گیرد. با این حال، تبدیل کارآمد زیست توده لیگنوسلولزی یا گلیسرول به محصولات مفید یک چالش بزرگ را نشان می دهد: زیست توده باید به صورت فیزیکی و شیمیایی درمان شود تا مخلوطی از قند آزاد شود که به طور بالقوه می تواند توسط سویه های تولید میکروبی استفاده شود. این تیمارهای هیدرولیتیک منجر به تولید و انتشار ترکیبات سمی متنوعی می شود که بر عملکرد کرنش تأثیر منفی می گذارد. علاوه بر این، بیشتر میکروب‌های صنعتی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند، ظرفیت طبیعی برای استفاده مؤثر و تبدیل مخلوط‌های قند یا گلیسرول تولید شده را ندارند.

گونه‌های میکروبی بررسی‌شده در این کتاب دارای مزایای خاصی به عنوان سویه‌های تولیدی هستند. و در حال حاضر برای سنتز سوخت های زیستی و مواد شیمیایی متعددی استفاده می شوند. این کتاب به بررسی استراتژی‌های مهندسی ژنتیک عمومی و خاص برای بهبود مخلوط‌های قند و کاتابولیسم گلیسرول می‌پردازد. موضوع سمیت هیدرولیز لیگنوسلولزی در چندین فصل مورد بررسی قرار گرفته است، جایی که مهندسی ژنتیک و استراتژی های تکامل آزمایشگاهی تطبیقی ​​مورد بررسی و بحث قرار گرفته است.

هدف این کتاب ارائه دانش فعلی است. در مورد استراتژی‌هایی برای تولید و بهبود سویه‌های میکروبی طراحی‌شده برای تبدیل مواد خام تجدیدپذیر به محصولات مفید. هدف این کتاب تبدیل شدن به مرجعی برای محققان و دانشجویانی است که در این زمینه فعالیت می کنند.

This book reviews state of the art regarding strategies for generating and improving microbial strains designed for utilizing renewable raw materials. It discusses methods for genetically engineering of thermophilic bacteria, Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli and Zymomonas mobilis, as well as approaches for obtaining useful products from these renewable raw materials based on biotechnological processes using microbes to chemically transform them. However, the efficient transformation of lignocellulosic biomass or glycerol to useful products represents a major challenge: Biomass has to be treated physically and chemically to release a mixture of sugars that potentially can be employed by the microbial production strains. These hydrolytic treatments result in diverse toxic compounds being generated and released, that negatively impact strain performance. Furthermore, most of the commonly used industrial microbes do not have the natural capacity to efficiently utilize and transform the generated sugar mixtures or glycerol.

The microbial species reviewed in this book possess particular advantages as production strains and are currently employed for the synthesis of numerous biofuels and chemicals. The book reviews the general and strain-specific genetic engineering strategies for the improvement of sugar mixtures and glycerol catabolism. The issue of lignocellulosic hydrolysate toxicity is addressed in several chapters, where genetic engineering and adaptive laboratory evolution strategies are reviewed and discussed.

The objective of this book is to provide the current knowledge regarding strategies for the generation and improvement of microbial strains designed for the transformation of renewable raw materials into useful products. This book aims to become a reference for researchers and students working in this field.