Erweiterte Rohstoffbasis für biotechnologische Produktionsverfahren - Stoffliche Nutzung von C1-Kohlenstoffquellen

Bild Forschungsprojekt
Laufzeit:  05.04.2010 - 05.04.2013
Geldgeber:  KSB-Stiftung
Arbeitsgruppe:  Bioverfahrenstechnik

In der Biotechnologie werden nachwachsende Rohstoffe auf breiter Basis eingesetzt, da sie die natürlichen Substrate der eingesetzten Enzyme und Mikroorganismen darstellen. In der Hauptsache sind dies die von Pflanzen als Speicherstoffe gebildeten Kohlenhydrate. Der prognostizierte Zuwachs biotechnologischer Verfahren für eine künftige Herstellung signifikanter Mengen an Flüssigkraftstoffen sowie Grund- und Feinchemikalien lässt derzeit die Suche nach alternativen Rohstoffquellen auch für die Biotechnologie in den Vordergrund rücken. Der in diesem Antrag dargestellte Ansatz zur Nutzung von Methan oder Methanol als Rohstoff in einem biotechnologischen Verfahren ist eine attraktive Alternative zu den zuckerbasierten Fermentationsverfahren, die gleichzeitig eine Abkehr von der 2historisch gewachsenen Abhängigkeit der Biotechnologie von Zucker als Rohstoffbasis einleitet.

 

Im Zentrum des Forschungsvorhabens steht die Nutzung methylotropher ("methanolverwertender") Mikroorganismen für die Stoffproduktion. Zwei komplementäre Ideen werden dabei verfolgt. Zum einen soll das produktseitige Potenzial des Bakteriums Methylobacterium extorquens am Beispiel der Synthese von Carotinoiden aufgezeigt werden. Hier konzentrieren sich die Arbeiten auf die Modifizierung des endogenen Carotinoidstoffwechsels zur Synthese von Zeaxanthin. Substrat ist hierbei Methanol, das prinzipiell auch aus CO2 erzeugt werden kann. Zum anderen soll das substratseitige Potenzial beleuchtet werden. Hier ist geplant, dem Bakterium die Fähigkeit zu vermitteln, Methan als alternatives Substrat verwerten zu können.

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