Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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Projekt V

Metabolic Engineering zur Verbesserung von mikrobiellen Produktionsstämmen - Molekularbiolo-gie, Stammkonstruktion und Produktion im Labormaßstab (TP1)

Prof. Dr. Markus Pietzsch , Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, NatFak I, Institut für Pharmazie, AG Aufarbeitung biotechnischer Produkte

Ziel des Projektes ist der Aufbau einer biosystemtechnischen Plattform für die Produktion biotechnologischer Produkte. Diese Produkte sollen Potential für die Übertragung an das Fraunhofer Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP und anschließend in die industrielle Produktion besitzen. Als Rohstoffe soll non-food Biomasse verwendet werden, die über den BMBF-Spitzencluster BioEconomy bereitgestellt wird.

Die Entwicklung moderner biotechnologischer Verfahren erfordert die Verbindung von natur- und ingenieurwissenschaftlicher Kompetenzen. Um die Produktion von bestimmten Stoffen zu optimieren, ist ein gezieltes Metabolic Engineering der Produktionsstämme erforderlich. Dazu ist zunächst eine genaue Analyse der Stoffflüsse von der Kohlenstoffquelle zu Ziel- und Nebenprodukten nötig. Dafür wird eine Kombination aus 13C-Markierungsexperimenten, Massenspektrometrie, Computermodellierung und Simulation der Stoffwechselwege verwendet. Auf Basis der daraus entstandenen Stoffflusskarten werden Vorhersagen über Ansatzpunkte für die Stammverbesserung getroffen. Diese werden mittels molekularbiologischer Methoden umgesetzt. Schließlich werden Produktionsstämme und Verfahren im Labormaßstab getestet. Dieser Optimierungszyklus wird wiederholt durchlaufen (Kooperation der AG´s Pietzsch und Junker).

Im Rahmen des vorliegenden Projektes eine Plattform für Metabolic Engineering zur Verbesserung von mikrobiellen Produktionsstämmen entwickelt werden. Als Beispiele für Zielprodukte dienen Aceton, Isopropanol und Itaconsäure, die im BMBF-Spitzencluster BioEconomy benötigt werden. Als Kohlenstoffquellen sollen Buchenholzhydrolysat, C5 und C6 Zucker, bzw. Hemicellulose-hydrolysate (non-food Biomasse aus dem Spitzencluster) verwendet werden.

MWWD|IB|EFRE

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