Chiramet – Biotechnologische Synthese chiraler Substanzen aus Methanol

Chirale Substanzen spielen eine große Rolle bei der Herstellung von Feinchemikalien, insbesondere Pharmazeutika. Im Projekt Chiramet wird die Weiterentwicklung von Möglichkeiten zur biotechnologischen Synthese von entsprechenden Chemikalien aus Methanol erforscht. Mit diesem Biomasse-Konversionsprodukt als Ausgangsstoff aller Entwicklungen wird zudem ein wichtiger Beitrag zur Biologisierung der Chemie geleistet.

Methanol ist aufgrund der Verfügbarkeit aus petrochemischen wie nachwachsenden Ressourcen ein sehr flexibler Rohstoff, der sich mittelfristig sehr wahrscheinlich auch aus anderweitig stofflich kaum verwertbaren Rest- und Abfall-Strömen wie urbanem Müll herstellen lässt. Hier kommt der Mikroorganismus Methylobacterium extorquens zum Einsatz, welcher mit Methanol als alleiniger Kohlenstoffquelle wachsen kann. Dadurch wird es möglich, die Produkte aus diesem einfach handzuhabenden und für die meisten anderen Mikroorganismen toxischen Alkohol herzustellen. Um die biotechnologische Synthese verschiedener chiraler Substanzen aus Methanol zu ermöglichen, werden Intermediate eines Primärstoffwechselwegs durch heterolog exprimierte Thioesterasen sekretiert. Zusammen mit einem weiteren akademischen Partner und zwei Unternehmen werden entsprechende Enzyme identifiziert und optimiert, teilweise durch in silico-Modelle vorgeschlagene weitere Optimierungen im Stoffwechsel des Bakteriums vorgenommen, Produktionsprozesse im Labormaßstab durchgeführt und Aufarbeitungsprozesse für die chiralen Produkte entwickelt.