Das Projekt "Teilprojekt 3: Optimierung eines neuartigen Cellulasesystems durch Rekonstruktion der Cellulosomen von Clostridium thermocellum mittles Nanotechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Botanik und Mikrobiologie, Lehrstuhl für Mikrobiologie durchgeführt. Die 'löslichen'Enzyme der Pilzcellulasen arbeiten nicht optimal, da für eine ausreichende Kooperativität der Enzyme eine hohe Proteinkonzentration erforderlich ist. Die kristalline Cellulose als Substrat benötigt eine neue enzymatische Hydrolyse-Strategie, um die bei technischen Prozessen geforderten Reaktionsgeschwindigkeiten und Effizienzen zu erreichen. Der sehr viel effektivere Enzymkomplex von Clostridium thermocellum, das sog. Cellulosom, das diese Kooperativität durch eine Komplexbildung der Enzyme erreicht, soll in synthetischen Enzymkomplexen auf der Oberfläche von Nanopartikeln nachgeahmt werden. Die im Bakterium verwendeten etwa 9 (von 72 möglichen) Cellulasen des Cellulosoms werden kloniert und mit geeigneten Linkerpeptiden verschiedener Länge und Flexibilität versehen. Die Verankerung auf der Oberfläche von Nanopartikeln, das Material und die Größe der Partikel, die am besten geeignete Stoichiometrie der Komponenten und die Applikation auf Pflanzenfaser-Fraktionen sind auszutesten und zu optimieren. Ziel der Hydrolyse soll schwerpunktmäßig die Cellulosefraktion aus der Laubholz-Fraktionierung der Projektpartner sein. Die Kinetik der Cellulose-Hydrolyse als Bildung von Oligodextrinen und Glucose, sowie die Abnahme der Kristallinität und des Polymerisationsgrades sind zu messen. Ziel ist eine Beschleunigung der Reaktionskinetik an kristalliner Cellulose, sowie die Optimierung der Aufschlusseffizienz.