BioProMo- Biotechnologische Produktion von Monoterpenoiden

Bild Forschungsprojekt
Laufzeit: 01.04.2016 - 31.03.2019 
Partner:

Universität Wageningen (Wageningen, NL)

Centre de Recerca en AgriGenomica (Barcelona, ES)

Symrise AG (Holzminden, DE) 
Geldgeber: BMEL über Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)
Bearbeiter: Florence Schempp, Dr. Hendrik Schewe
Arbeitsgruppe: Indusrielle Biotechnologie

 

Die industrielle Bedeutung der Monoterpene und ihrer Monoterpenoid-Derivate liegt in ihrer Verwendung als Duft- und Aromastoffe, Agrochemikalien und kosmetische Wirkstoffe.

Im Gegensatz zur biotechnologischen Herstellung von Sesquiterpenoiden ist die Produktion von Monoterpenoiden, hauptsächlich auf Grund ihrer Toxizität, weit von einer industriellen Umsetzung entfernt. Trotz aller Bemühungen lagen die Monoterpenoid-Ausbeuten bisheriger Forschungsprojekte unter den Erwartungen. Dies lag auch an der einseitigen Fokussierung auf Produktionssteigerung  anstatt das Produktions-Level der Wirtszell-Kapazität anzupassen.

BioProMo verfolgt das Ziel eine biotechnologische Alternative zu den auf fossilen Rohstoffen basierenden chemischen Prozessen zur industriellen Monoterpenoid-Produktion zu schaffen.

Dabei soll eine Technologieplattform auf Basis des lösungsmittelresistenten Gram-negativen Bakteriums Pseudomonas putida durch eine Kombination aus biotechnologischen Methoden, wie funktioneller Genomic, metabolic engineering, synthetischer Biologie und Bioprozess-Engineering, generiert werden.

Die Kernpunkte von BioProMo beinhalten die Steigerung der Widerstandsfähigkeit eines Monoterpenoid-toleranten P. putida-Stamms, die Abschwächung der Monoterpenoid-Toxizität durch Glycosylierung und die Nutzung von metabolischen Schaltern, alternativen Stoffwechselwegen und Enzym-Kopplung, um einen resistenteren und effizienteren Produktions-Stamm zu erzeugen.

Das dabei zu entwickelnde Plattformsystem basiert auf zwei Herangehensweisen. Zum einen soll eine Ganzzellbiotransformation zur Produktion von hochwertigen Monoterpenoiden durch selektive Oxyfunktionalisierung von Monoterpenen verwirklicht werden. Ein weiteres Ziel besteht in der Entwicklung einer mikrobiellen Produktionsplattform für die selbstregulierte de novo Synthese von Monoterpenoiden ausgehend vom erneuerbaren Rohstoff Glycerin, einem Nebenprodukt der Biodiesel-Herstellung. Die Verwertung von erneuerbaren, industriellen Nebenprodukten und Abfallströmen als Ausgansstoffe für die Monoterpenoid-Produktion könnte neue Wertschöpfungsketten für die europäische Industrie eröffnen.

Um dieses Ziel, eine mikrobielle Produktionsplattform für Monoterpenoide aufzubauen, zu erreichen, vereint das BioProMo-Projekt sich ergänzendes Fachwissen und die Expertise von europäischen Forschungsgruppen aus drei verschiedenen Ländern und wird zusätzlich durch einen industriellen Partner aktiv unterstützt, um den biotechnologischen Prozess im Folgenden in die Anwendung zu bringen.

 

 

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