Lignin is an alkyl-aromatic polymer

Lignin is an alkyl-aromatic polymer present in plant cell walls for defense, structure, and water transport.
Despite exhibiting a high-energy content, lignin is typically slated for combustion in modern biorefineries
due to its inherent heterogeneity and recalcitrance, whereas cellulose and hemicellulose are converted
to renewable fuels and chemicals. However, it is critical for the viability of third-generation biorefineries
to valorize lignin alongside polysaccharides. To that end, we employ metabolic engineering, separations,
and catalysis to convert lignin-derived species into cis,cis-muconic acid, for subsequent hydrogenation
to adipic acid, the latter being the most widely produced dicarboxylic acid. First, Pseudomonas putida
KT2440 was metabolically engineered to funnel lignin-derived aromatics to cis,cis-muconate, which is
an atom-efficient biochemical transformation. This engineered strain was employed in fed-batch
biological cultivation to demonstrate a cis,cis-muconate titer of 13.5 g L
1 in 78.5 h from a model ligninderived
compound. cis,cis-Muconic acid was recovered in high purity (>97%) and yield (74%) by activated
carbon treatment and crystallization (5 C, pH 2). Pd/C was identified as a highly active catalyst for
cis,cis-muconic acid hydrogenation to adipic acid with high conversion (>97%) and selectivity (>97%).
Under surface reaction controlling conditions (24 C, 24 bar, ethanol solvent), purified cis,cis-muconic
acid exhibits a turnover frequency of 23–30 s
1 over Pd/C, with an apparent activation energy of 70 kJ
mol
1. Lastly, cis,cis-muconate was produced with engineered P. putida grown on a biomass-derived,
lignin-enriched stream, demonstrating an integrated strategy towards lignin valorization to an important
commodity chemical.
Broader

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Lignin เป็นพอลิเมอร์ alkyl หอมอยู่ในผนังเซลล์พืช การป้องกัน โครงสร้าง การขนส่งน้ำแม้เนื้อหา high-energy อย่างมีระดับ lignin เป็นโดยทั่วไปกำหนดให้มีการเผาไหม้ในสมัย biorefineriesของ heterogeneity แต่กำเนิดและ recalcitrance ในขณะที่เซลลูโลสและ hemicellulose จะถูกแปลงทดแทนเชื้อเพลิงและสารเคมี อย่างไรก็ตาม มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับชีวิตของ biorefineries รุ่นที่สามการเสริมสร้าง lignin ข้าง polysaccharides เมื่อตอน เราใช้ประโยชน์วิศวกรรม เผาผลาญและเร่งปฏิกิริยาการแปลงพันธุ์ lignin มาเป็น cis, cis muconic กรด สำหรับไฮโดรจีเนชันตามมาการที่กรด adipic หลังกำลังแพร่หลายมากที่สุดผลิตกรด dicarboxylic แรก Pseudomonas putidaKT2440 ถูก metabolically ออกแบบทางวิศวกรรมกรวยอะโรเมติกส์ lignin มากับ cis, cis-muconate ซึ่งเป็นแปลงชีวเคมีเป็นอะตอมที่มีประสิทธิภาพ นี้ต้องใช้ออกแบบมีการจ้างงานในชุดงานเลี้ยงชีวภาพการเพาะปลูกเพื่อสาธิต cis, cis muconate titer ของ 13.5 g L 1 ใน 78.5 h จาก ligninderived รุ่นผสม cis, cis Muconic กรดถูกกู้คืนในความบริสุทธิ์สูง (> 97%) และผลผลิต (74%) โดยเปิดใช้งานรักษาคาร์บอนและการตกผลึก (C 5, pH 2) Pd/C ไม่ระบุเป็นเศษสูงใช้สำหรับcis, cis muconic hydrogenation กรดให้กรด adipic แปลงสูง (> 97%) ความใวสูง (> 97%)ภายใต้ปฏิกิริยาที่พื้นผิวการควบคุมเงื่อนไข (24 C, 24 บาร์ ตัวทำละลายเอทานอล), cis บริสุทธิ์ cis muconicกรดจัดแสดงความถี่การหมุนเวียนของ 23 – 30 s 1 ผ่าน Pd/C กับพลังงานเปิดใช้งานที่ชัดเจนของ 70 kJโมล 1 สุดท้ายนี้ cis, cis muconate ถูกผลิต ด้วย putida P. ออกแบบปลูกในการชีวมวลมาlignin อุดมไปอบไอน้ำ เห็นกลยุทธ์การรวมต่อ lignin valorization ให้ความสำคัญสินค้าเคมีกว้างขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ลิกนินเป็นพอลิเมอคิลหอมอยู่ในผนังเซลล์ของพืชสำหรับการป้องกันโครงสร้างและการขนส่งทางน้ำ.
แม้จะมีการแสดงเนื้อหาพลังงานสูงลิกนินมีกำหนดโดยทั่วไปสำหรับการเผาไหม้ใน biorefineries
ทันสมัยอันเนื่องมาจากความแตกต่างโดยธรรมชาติและดื้อรั้นของตนในขณะที่เซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลส
จะถูกแปลงไปยังเชื้อเพลิงทดแทนและสารเคมี แต่ก็เป็นสิ่งสำคัญสำหรับชีวิตของ biorefineries
สามรุ่นจะvalorize ลิกนินข้าง polysaccharides ไปสิ้นสุดที่เราจ้างวิศวกรรมการเผาผลาญการแยกและการเร่งปฏิกิริยาการแปลงสายพันธุ์ลิกนินที่ได้มาถูกต้องลงในกรดซิ-muconic สำหรับไฮโดรภายหลังกรดadipic หลังเป็นส่วนใหญ่ผลิตกรด dicarboxylic กันอย่างแพร่หลาย ครั้งแรก Pseudomonas putida KT2440 ถูกออกแบบมาเพื่อช่องทางเมตาบอลิอะโรเมติกลิกนินที่ได้มาจากการถูกต้อง, ถูกต้อง-muconate ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีอะตอมที่มีประสิทธิภาพ สายพันธุ์นี้ออกแบบมาเป็นลูกจ้างในการเลี้ยงชุดเพาะปลูกทางชีวภาพถูกต้องแสดงให้เห็นถึงความถูกต้อง-muconate titer 13.5 กรัม L 1 ชั่วโมงใน 78.5 จากแบบจำลอง ligninderived สารประกอบ ถูกต้องกรดถูกต้อง-Muconic หายในความบริสุทธิ์สูง (> 97%) และอัตราผลตอบแทน (74%) โดยเปิดใช้งานการรักษาคาร์บอนและการตกผลึก(5 องศาเซลเซียสพีเอช 2) Pd / C ถูกระบุว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานสูงสำหรับถูกต้อง, ไฮโดรกรดถูกต้อง-muconic กรด adipic กับการแปลงสูง (> 97%) และการเลือก (> 97%). ภายใต้ปฏิกิริยาพื้นผิวการควบคุมสภาพ (24 องศาเซลเซียส 24 บาร์ เอทานอลเป็นตัวทำละลาย) ถูกต้องบริสุทธิ์ถูกต้อง-muconic การจัดแสดงนิทรรศการกรดผลประกอบการของความถี่ 23-30 s? 1 มากกว่า Pd / C มีพลังงานกระตุ้นที่ชัดเจนของ 70 kJ mol 1 สุดท้ายถูกต้อง, ถูกต้อง-muconate ถูกผลิตด้วยวิศวกรรมพี putida ปลูกในชีวมวลที่ได้มาจากกระแสลิกนินที่อุดมด้วยแสดงให้เห็นถึงกลยุทธ์แบบบูรณาการที่มีต่อvalorization ลิกนินที่จะมีความสำคัญทางเคมีสินค้า. กว้าง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ลิกนินเป็นแอลคิลหอมพอลิเมอร์ที่มีอยู่ในผนังเซลล์พืชเพื่อการป้องกัน โครงสร้าง และขนส่งทางน้ำ .
แม้จะจัดแสดง high-energy เนื้อหา ดังนั้นโดยทั่วไปกำหนดไว้สำหรับการเผาไหม้ใน biorefineries ทันสมัย
เนื่องจากความสามารถโดยธรรมชาติและเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลส recalcitrance ส่วนจะแปลง
เชื้อเพลิงทดแทน และเคมีภัณฑ์ อย่างไรก็ตามมันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับชีวิตของยุคที่สาม biorefineries
เพื่อพยุงราคาน้ำพร้อมกับ polysaccharides ไปสิ้นสุดที่ เราจ้างวิศวกรรมการเผาผลาญอาหาร , แยก ,
และการเร่งแปลงได้มาชนิดลิกนินใน CIS , CIS muconic กรด สำหรับปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชัน
ตามมาเพื่อกรด adipic หลังถูกอย่างกว้างขวางมากที่สุดที่ผลิตไดคาร์บ ซิลิก . แรก , Pseudomonas enrichment
kt2440 คือ metabolically สร้างลิกนินได้ 1 ช่องทางเพื่อ CIS , muconate CIS ซึ่ง
อะตอมที่มีประสิทธิภาพทางชีวเคมี การเปลี่ยนแปลง สายพันธุ์นี้ได้ใช้ชุดเพาะเลี้ยง
ชีวภาพเพื่อแสดงให้เห็นถึง CIS , CIS muconate ระดับ 13.5 g l
1 ใน 78.5 H จากรูปแบบ ligninderived
สารประกอบ CISCIS muconic กรดถูกกู้คืนความบริสุทธิ์สูง ( 97% ) และผลผลิต ( 74% ) โดยเปิดใช้งานคาร์บอนการตกผลึก (
5  C , pH 2 ) PD / c ที่ถูกระบุว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้งานสูงสำหรับ
CIS , กรดไฮโดร muconic CIS เพื่อกรด adipic กับการแปลงสูง ( 97% ) และเวลา ( 97% ) .
ภายใต้พื้นผิวปฏิกิริยาการควบคุมเงื่อนไข ( 24  C 24 บาร์ ตัวทำละลายเอทานอล ) , CIS บริสุทธิ์ , CIS muconic
กรดแสดงการหมุนเวียนของความถี่ 23 – 30 s
1 กว่า PD / C กับแรงกระตุ้นที่ชัดเจนของ 70 KJ
กระทรวงแรงงาน
1 สุดท้าย , CIS , muconate CIS ที่ผลิตกับวิศวกรรม P.putida ปลูกในชีวมวลได้มา
ลิกนินอุดมธาร แสดงถึงการบูรณาการยุทธศาสตร์กับลิกนิน valorization เป็นเคมีสินค้าสำคัญกว่า