• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권12호
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• pp.1999-2008
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• 2018

The compound 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA), an important bio-based monomer for the production of various polymers, can be obtained from 5-hydroxymethylfurfural (HMF). However, efficient production of FDCA from HMF via biocatalysis has not been well studied. In this study, we report the identification of key genes that are involved in FDCA synthesis and then the engineering of Raoultella ornithinolytica BF60 for biocatalytic oxidation of HMF to FDCA using its resting cells. Specifically, previously unknown candidate genes, adhP3 and alkR, which were responsible for the reduction of HMF to the undesired product 2,5-bis(hydroxymethyl)furan (HMF alcohol), were identified by transcriptomic analysis. Combinatorial deletion of these two genes resulted in 85.7% reduction in HMF alcohol formation and 23.7% improvement in FDCA production (242.0 mM). Subsequently, an aldehyde dehydrogenase, AldH, which was responsible for the oxidation of the intermediate 5-formyl-2-furoic acid (FFA) to FDCA, was identified and characterized. Finally, FDCA production was further improved by overexpressing AldH, resulting in a 96.2% yield of 264.7 mM FDCA. Importantly, the identification of these key genes not only contributes to our understanding of the FDCA synthesis pathway in R. ornithinolytica BF60 but also allows for improved FDCA production efficiency. Moreover, this work is likely to provide a valuable reference for producing other furanic chemicals.

• 폴리머
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• 제35권6호
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• pp.526-530
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• 2011

바이오매스에서 유래된 2,5-dihydroxymethylfuran(DHMF)을 $KMnO_4$ 산화반응으로 furan-2,5-dicarboxylic acid(FDCA)를 합성하였다. 합성한 FDCA와 다이올류를 에스테르화 반응과 축중합 반응을 진행시켜 폴리에스터를 중합하였다. 폴리에스터는 NMR을 통해 조성을 분석하였고 DSC와 TGA를 통해 열적특성을 분석하였다. 합성된 폴리에스터의 고유점도는 0.78~1.2 dL/g으로 상용화된 poly(ethylene terephthalate)(PET)와 비슷하였다. 다이올의 길이가 증가할수록 Young's modulus와 strength는 낮아지고 elongation-to-break는 높아지는 경향을 확인하였다. 합성한 poly(ethylene furandicarboxylate)(PEF)의 Young's modulus는 3551 MPa, strength는 103 MPa로 상용화된 PET와 비슷하였다.

• 공업화학
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• 제30권3호
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• pp.280-289
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• 2019

5-Hydroxymethylfurfural (HMF) 및 그 유도체들인 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA)와 2,5-diformylfuran (DFF)는 넓은 응용 범위와 중요한 화학 물질 생산을 위한 좋은 대체 자원으로 인해 "잠자는 거인"으로 인식되고 있다. 본 미니-리뷰 논문은 과거부터 최근까지 이러한 바이오매스 유래 케미컬 플랫폼들에 대한 합성, 전환과 적용에 관해 간략히 소개한다. 많은 과학적 노력들이 자연 환경과 새로운 미래 세대를 보호하기 위해서 재생 가능한 재료들의 최대한 활용을 위한 자연친화적-적용가능한 방법들을 찾기 위한 노력이 지속적으로 행해지고 있다. 최선의 해결책 중 하나는 자연바이오매스로부터 플랫폼 케미컬을 개발하고 활용하는 것이다.