Das Projekt "ERA-IB 4: IPCRES - Integrierte Prozess- und Zelloptimierung für die Industrielle Biotechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Jacobs University Bremen gGmbH durchgeführt. Die Verwertung von Rohglycerolabfällen kann die Wirtschaftlichkeit der Biodieselproduktion erheblich verbessern. Um dieses Ziel mit Hilfe von Biokatalaysatoren zu erreichen, sind die Umsatzrate von Glycerol zu Produkten, die Integration von Prozessschritten und die Toleranz von Produktionssstämmen gegenüber den Verschmutzungen in Rohglycerol die zentralen Herausforderungen. Zwei wertvolle Produkte sollen aus Glycerol mit Hilfe von modifizierten Hefen als Biokatalysatoren hergestellt werden. Das Konsortium besteht aus industriellen und akademischen Partnern, die Expertisen in Bioprozess- und Zellengineering, in omics Technologien und in der Systembiologie aufweisen. Wir werden die Hefen Saccharomyces cerevisiae und Pichia pastoris mit den erforderlichen Genen/Stoffwechselwegen für die Herstellung von chiralen Aminoalkohole (CAA) und 1,2-Propandiol (PDO) ausstatten. Die Zellen werden sowohl mit Hilfe von Hochdurchsatz-Microscale Prozesstechniken als auch im größeren Maßstab charakterisiert. Daten von Transkriptom- und metabolischen Fluxanalysen werden mit Prozessdaten integriert und die Ergebnisse werden verwendet, um Stoffwechselwege und die 'Chassis'-Organismen zu optimieren. Diese Schritte werden wiederholt und werden eine zweite bzw. dritte Generation von verbesserten Biokatalysatoren hervorbringen. Die neuen Stämme, Prozesse und integrierten Methoden werden für die Biodieselindustrie im speziellen und für die Industrielle Biotechnologie im Allgemeinen von Nutzen sein.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Produktion und Optimierung glycolytischer Enzyme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ASA Spezialenzyme GmbH durchgeführt. Um den Aufschluss der Lignocellulose aus Getreidestroh kostengünstiger und effizienter zu machen, sollen mikrobieller Enzyme wie Cellulasen, Hemicellulasen, Laccasen und Peroxidasen aus extremophilen Mikroorganismen und mittels Metagenomanalyse aus Mikroorganismen, die im Darm von grasfressenden Termiten leben und deren Wirt, isoliert werden. Die so exprimierten neuen Cellulasen werden auf ihre Effizienz des Celluloseabbaus, Stabilität und Endprodukthemmung hin untersucht und mittel Protein-Engineering optimiert. Darüber hinaus werden ausgewählte Enzyme mit verbesserten Eigenschaften in größeren Mengen fermentiert und den Projektpartnern für Aufschlussversuche zur Verfügung gestellt. Zunächst wird ein Testsystem zur Messung der Endprodukthemmung etabliert. Danach werden die neu identifizierten Enzyme kloniert, in Pichia pastoris exprimiert und hinsichtlich ihrer Eigenschaften, insbesondere der Endprodukthemmung, charakterisiert und mit kommerziell erhältlichen Enzymen verglichen. Weiterhin werden größere Mengen der neuen Enzyme mit vorteilhaften Eigenschaften hergestellt und den Projektpartnern für Versuche zur Verfügung gestellt.