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  1. Pubblicazioni

Biocatalytic production of 3-hydroxypropionic acid precursors using a regioselective Baeyer-Villiger monooxygenase

Articolo
Data di Pubblicazione:
2025
Abstract:
: Baeyer-Villiger monooxygenases (BVMOs) are versatile biocatalysts that catalyse the oxidation of ketones to esters with high regio- and enantioselectivity, operating under mild reaction conditions while reducing hazardous waste. Some BVMOs can convert cellulose-derived alkyl levulinates to 3-acetoxypropionates (3-APs), which are key intermediates in the production of 3-hydroxypropionic acid (3-HP), a versatile building block chemical. In this study, a BVMO from Acinetobacter radioresistens (Ar-BVMO) was tested as a biocatalyst for the conversion of three marketed alkyl levulinates: methyl, ethyl and butyl levulinate. The enzyme showed 4-fold higher catalytic efficiency (kcat/KM) and enhanced regioselectivity for the desired 3-AP product (4:1 ratio) when using butyl levulinate as a substrate. Escherichia coli whole-cells over-expressing Ar-BVMO were exploited to increase the product yield, achieving 85% conversion in 9 h. To further improve the sustainability of this biotransformation, butyl levulinate was obtained via microwave-assisted alcoholysis of pulp, a renewable cellulose feedstock, achieving 92.7% selectivity. Despite challenges posed by poor solubility of the resulting mixture in aqueous environment, Ar-BVMO in cell lysates was able to fully convert butyl levulinate within 24 h, efficiently producing 3-HP precursors without additional purification steps. These findings highlight the feasibility of this chemoenzymatic approach to convert cellulose-based raw materials to platform chemicals.
Tipologia CRIS:
03A-Articolo su Rivista
Keywords:
3-hydroxypropionic acid; Alkyl levulinates; Baeyer-Villiger; Biocatalysis; Monooxygenase; Pulp
Elenco autori:
De Angelis, Melissa; Correddu, Danilo; Bucciol, Fabio; Tabasso, Silvia; Catucci, Gianluca; Cravotto, Giancarlo; Roggero, Carlo; Gilardi, Gianfranco; Sadeghi, Sheila J.
Autori di Ateneo:
BUCCIOL Fabio
CATUCCI Gianluca
CORREDDU Danilo
CRAVOTTO Giancarlo
DE ANGELIS MELISSA
GILARDI Gianfranco
SADEGHI Jila
TABASSO Silvia
Link alla scheda completa:
https://iris.unito.it/handle/2318/2068916
Link al Full Text:
https://iris.unito.it/retrieve/handle/2318/2068916/1801080/De%20Angelis-Sci%20Reports-Apr-25.pdf
Pubblicato in:
SCIENTIFIC REPORTS
Journal
  • Dati Generali
  • Aree Di Ricerca

Dati Generali

URL

https://www.nature.com/articles/s41598-025-96783-0

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