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Biotechnologische Oxyfunktionalisierung von Pinen-Abfallströmen zu hochwertigen Naturstoffen und chiralen Syntehesebausteinen für die Lebensmittel-, Chemie- und PharmaindustrieAiF-Nr. 119 ZNDurch die Anwendung von
Protein-Engineering-Methoden ist es gelungen, Mutanten von CYP 102A1 aus Bacillus
megaterium zu erzeugen. Diese Mutanten sind in der Lage, alpha- und
beta-Pinen mit hoher Chemoselektivität zu hydroxylieren. Die Aktivitäten
reichen dabei bis auf eine Größenordnung an die für die natürlichen Substrate
gemessenen Werte heran. Mit etablierten In-vitro-Verfahren mit
Kofaktorrecycling ist es möglich, innerhalb von fünf Stunden bis zu 15 mg
Produkt in einem Volumen von 10 ml zu erzeugen.
Für eine der CYP 102A1-Mutanten wurde ein Konzept für einen Bioprozess in einem Zwei-Phasensystem entwickelt, mit dem Gesamtproduktkonzentrationen von 510 mg/lAq erreicht werden können. Molekularbiologische Optimierungen des Ganzzellbiokatalysators führten zu einer Verdopplung der spezifischen Produktkonzentration. Zwei neue eukaryotische Cytochrom
P450 Monoxygenasen aus Pleurotus sapidus wurden auf Sequenzebene charakterisiert und eine davon in Pichia
pastoris heterolog exprimiert. P. sapidus bildet die aromaaktiven
Oxidationsprodukte Verbenol und Verbenon. Die hier erforschten pro- und eukaryotischen Biotransformationssysteme
sind ergiebige und nachhaltige Quellen für teure aroma- und bioaktive
Naturstoffe, die bisher nur mit großem Aufwand aus konventionellen pflanzlichen
Quellen isoliert werden können. Die künftigen Anwendungsbereiche für die aus
diesem Projekt gewonnenen Ergebnisse liegen vor allem in der Lebensmittel-,
Agro- und Pharmaindustrie. Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 11/2003 bis 10/2006 am
Karl-Winnacker-Institut der DECHEMA e.V. (Theodor-Heuss-Allee 25, 60486
Frankfurt am Main, Tel.: (0 69) 75 64-0) unter der Leitung von Dr. J. Schrader
(Leiter der Forschungsstelle Prof. Dr. G. Kreysa) und an der Universität
Stuttgart, Institut für Technische Biochemie (Allmandring 31, 70569 Stuttgart,
Tel.: (0 711) 68 56- 4 523) unter der Leitung von Dr. V. Urlacher (Leiter der
Forschungsstelle Prof. Dr. D. Schmid) sowie an der Universität Hannover,
Institut für Lebensmittelchemie (Wunstorfer Straße 14, 30453 Hannover, Tel.: (
0 511) 762-4 583) unter der Leitung von Dr. H. Zorn (Leiter der Forschungsstelle
Dr. R.G. Berger). |
| © DECHEMA e.V. 1995-2008, Last update am 15.07.2008 von Claudia Rinck |