PseudoProKo - Pseudomonas putida als Plattform zur Produktion flüssiger Kohlenwasserstoffe

Bild Forschungsprojekt
Laufzeit: 01.03.15 - 25.02.2018
Geldgeber: BMEL über Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, FNR
Bearbeiter: Dr. Hendrik Schewe
Arbeitsgruppe: Bioverfahrenstechnik

Um Biokraftstoffe aus Biomasse zu gewinnen, werden vielfältige Synthesewege, darunter auch biotechnologische Verfahren, intensiv erforscht und bereits angewendet. Dabei ist die Erzeugung reiner Kohlenwasserstoffverbindungen als direkte „Drop-In“-Biokraftstoffe unter der Vielfalt möglicher Zielsubstanzen als die schwierigste Herausforderung zu betrachten. Sie bedarf der intensiven genetischen Optimierung potentiell nutzbarer Mikroorganismen mit dem Ziel eines effizienten Kohlenstoffflusses in die Zielprodukte unter Wahrung eines ausgeglichenen Energie- und Redoxhaushalts.

Das Forschungsvorhaben hat die Nutzung heimischer Rohstoffe zum Ziel, die durch eine mikrobielle Produktionsplattform vollständig in Kohlenwasserstoffverbindungen wie Alkane und Alkene umgewandelt werden sollen. Dazu soll der industrierelevante Mikroorganismus Pseudomonas putida aufgrund seiner überlegenen Eigenschaften im Umgang mit toxischen Zielsubstanzen durch metabolic engineering so angepasst werden, dass er die aus der bundesdeutschen Pflanzenöl- und Biodieselinfrastruktur stammenden Rohstoffe Rapsöl und Glycerin zu den genannten Kohlenwasserstoffen umsetzten kann. In einem integrierten Ansatz soll das Pflanzenöl an der Oberfläche des Bakteriums durch eine Lipase in freie Fettsäuren und Glycerin gespalten werden. Die Fettsäuren sollen intrazellulär mit bekannten cyanobakteriellen Enzymen zu Alkanen und Alkenen als Flüssigkraftstoffe umgesetzt werden, während das Glycerin als Kohlenstoff- und Energiequelle verwendet wird. Auf diese Weise werden flüssige Kohlenwasserstoffe aus Pflanzenöl durch eine Ganzzell-Biotransformation hergestellt.

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