Das Projekt "Teilprojekt Uni Frankfurt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Molekulare Biowissen, Lehrstuhl Molekulare Mikrobiologie und Bioenergetik durchgeführt. Das Ziel des Verbundprojektes 'Überwindung energetischer Barrieren bei der acetogenen Umsetzung von CO2' (OBAC) ist es, relevante acetogene Bakterien gentechnisch derart zu modifizieren, dass energetische Barrieren überwunden werden können, welche die Wachstumsraten, Produktionsleistungen sowie die Produktpalette dieser Bakterien während der Gasfermentation einschränken. Das Ziel dieses Teilprojektes ist es, membran-gebundene und lösliche Enzyme (Rnf, Ech und Elektronen-bifurkierende Methylen-THF-Reduktasen), die den Energiehaushalt der Bakterien verbessern können, zu finden und zu charakterisieren. Nach der Produktion dieser Enzyme in den Zielorganismen wird TP1 die biochemische Charakterisierung der heterolog produzierten Enzyme vornehmen, um Bottlenecks zu erkennen und Produktausbeuten zu erhöhen. Das Vorhaben ist in aufeinander aufbauende Arbeitspakete gegliedert, in denen die Enzyme Ferredoxin:NAD-Oxidoreduktase (Rnf), energiekonservierende Hydrogenase (Ech) und elektronenbifurkierende Methylen-THF-Reduktase (MTHFR) gefunden und charakterisiert werden. Der Rnf-Komplex in Acetobacterium woodii ist bereits in den Anfängen charakterisiert, Ech und MTHFR müssen noch gefunden und charakterisiert werden. Mögliche Kandidaten sind mesophile methanogene Archäen und Butyrivibrio-Stämme. Im TP 3 wird durch Genomsequenzierungen nach weiteren Kandidaten gesucht. Die entsprechenden Enzyme werden nach dem im Arbeitsplan des Antrags detaillierten Programm biochemisch charakterisiert. Im weiteren Verlauf des Projektes werden die von den anderen Partnern hergestellten rekombinanten Stämme auf die entsprechenden Enzymaktivitäten überprüft, um Bottlenecks festzustellen und Aktivitäten gegebenenfalls erhöhen zu können.