Бактерии-фабрики: учёные создали дешёвый способ производства полезного сахарозаменителя

Исследователи из Университета Тафтса разработали биосинтетический метод производства редкого сахара тагатозы, который может стать идеальной заменой обычному сахару. Тагатозу, встречающуюся в природе в мизерных количествах, теперь можно эффективно производить с помощью генетически модифицированных бактерий.

Учёные использовали кишечную палочку (Escherichia coli) в качестве микроскопической фабрики. Бактерии были модифицированы для экспрессии двух ключевых ферментов. Первый, Gal1P, был обнаружен у слизевика и позволяет получать галактозу напрямую из глюкозы. Второй фермент, арабинозоизомераза, завершает преобразование галактозы в тагатозу.

Новый метод обеспечивает выход тагатозы из глюкозы до 95%, что значительно эффективнее и дешевле традиционных промышленных процессов с выходом 40–77%.

Тагатоза обладает рядом преимуществ: её сладость составляет 92% от сахарозы (столового сахара), при этом она содержит примерно на 60% меньше калорий. Вещество одобрено FDA как безопасное. Тагатоза лишь частично усваивается в тонком кишечнике, что приводит к минимальному влиянию на уровень глюкозы и инсулина в крови, что делает её перспективной для диабетиков. Кроме того, она может оказывать пробиотический эффект и подавлять рост бактерий, вызывающих кариес.

В отличие от интенсивных подсластителей, тагатоза является объёмным сахарозаменителем: она не только даёт сладость, но и обеспечивает текстуру и карамелизацию, как обычный сахар, что важно для кулинарии.

«Ключевым новшеством в биосинтезе тагатозы стало обнаружение фермента слизевика Gal1P и его внедрение в наши производственные бактерии», — пояснил профессор химической и биологической инженерии Ник Наир. Это позволило «развернуть» естественный биологический путь и производить галактозу из доступной глюкозы, открывая дорогу для синтеза и других редких сахаров.