Projektkoordination: Dr. Franziska Genzel, IBG-4 Bioinformatik, Forschungszentrum Jülich
Partner:
Dr. Thomas Classen, Prof. Dr. Jörg Pietruszka, Institut für Bioorganische Chemie, HHU Düsseldorf
Dr. Sylvia Schleker, Prof. Dr. Florian Grundler, INRES - Molekulare Phytomedizin, Universität Bonn
Dr. Franziska Genzel, Dr. Anika Wiese-Klinkenberg, Prof. Dr. Björn Usadel, IBG-4 Bioinformatik, Forschungszentrum Jülich
Die oberirdischen Teile von Kartoffelpflanzen bleiben im kommerziellen Anbau ungenutzt. Vor allem Kartoffelbeeren und –blüten enthalten so genannte Steroidalkaloide, die antikanzerogen und entzündungshemmend wirken, sowie eine Vielzahl weiterer Alkaloide, die wertvolle Ausgangsstoffe für die pharmazeutische Industrie und auch interessante Kandidaten für biobasierte Pflanzenschutzmittel sind. In Abhängigkeit von der Dosis wirken sie jedoch toxisch u.a. auf Tiere und Menschen.
Im Projekt ToxPot werden die Inhaltsstoffe aus den oberirdischen Teilen der Kartoffelpflanze analysiert und neue Verbindungen identifiziert. Dabei werden entwicklungs- und sortenspezifische Unterschiede untersucht. Es werden chemische und enzymatische Verfahren entwickelt, mit denen die Alkaloide in Derivate mit geringerer Toxizität und gleichbleibenden oder neuen bioaktiven Eigenschaften umgewandelt werden können. Die Derivate werden hinsichtlich ihrer Wirkung auf Schädlinge und Nicht-Zielorganismen im Zuckerrübenanbau getestet.
Laufzeit: 24 Monate
Projektkoordination: Robin Weihmann, Institut für Molekulare Enzymtechnologie, HHU Düsseldorf und Prof. Dr. Jörg Pietruszka, Institut für Bioorganische Chemie, HHU Düsseldorf
Partner:
Robin Weihmann, Dr. Anita Loeschcke, Prof. Dr. Karl-Erich Jaeger, Institut für Molekulare Enzymtechnologie, HHI Düsseldorf
Prof. Dr. Marco Oldiges, Prof. Dr. Wolfgang Wiechert, IBG-1 Biotechnologie, Forschungszentrum Jülich
Prof. Dr. Jörg Pietruszka, Institut für Bioorganische Chemie, HHU Düsseldorf
Natürliche Sekundärmetabolite stellen eine reichhaltige Quelle bioaktiver Verbindungen für zahlreiche Anwendungen z. B. in der Pharmazie und der Landwirtschaft dar. Die gezielte Modifikation ihrer chemischen Strukturen ist ein leistungsfähiges Mittel, um maßgeschneiderte Verbindungen mit erhöhter oder selektiverer Bioaktivität zu erhalten. Das Konzept der Mutasynthese nutzt einen Mikroorganismus, der einen Teil eines rekombinanten Biosyntheseweges beherbergt und die Umwandlung von extern zugegebenen Vorläuferanaloga in neue, potentere Verbindungen katalysiert. Im BioSC FocusLab CombiCom hat sich das für die Derivatisierung von Tripyrrolen mit Pseudomonas putida bewährt.
Im Projekt Viola soll dieser Ansatz angewendet werden, um eine (bio)synthetische Plattform für Indol-Alkaloide zu etablieren, hier konkret am Beispiel des (Deoxy)Violaceins. Es werden ein P. putida-Chassis für die Umsetzung von Violacein-Vorläuferanaloga konstruiert, die Analoga durch chemische Synthese gewonnen und geeignete Protokolle für deren effektive Umwandlung durch P. putida zu Violacein-Derivaten etabliert.
Laufzeit: 12 Monate
Projektkoordination: Prof. Dr. Nick Wierckx, IBG-1 Biotechnologie, Forschungszentrum Jülich
Partner:
Prof. Dr. Ulrich Schwaneberg, ABBt - Biotechnologie, RWTH Aachen
Prof. Dr. Andreas Jupke, AVT - Fluidverfahrenstechnik, RWTH Aachen
Prof. Dr. Nick Wierckx, IBG-1 Biotechnologie, Forschungszentrum Jülich
Bio-Upcycling von Kunststoffabfällen ist ein sich schnell entwickelndes Forschungsgebiet mit hohem Anwendungspotenzial für eine zirkuläre Bioökonomie. Insbesondere die Entwicklung von Enzymen, die PET hydrolysieren, wird bereits kommerziell betrieben. Die Forschung konzentriert sich jedoch auf ihre in vitro-Anwendung und es gibt ein enormes ungenutztes Potenzial und eine Wissenslücke hinsichtlich der zugrundeliegenden Mikrobiologie. Das Projekt SSWEEP zielt darauf ab, diese Lücke mit innovativen multidisziplinären Ansätzen schließen, die darauf abzielen, den enzymatischen und mikrobiellen Abbau von PET sowie das Recycling von PET/PE-Laminatfolien zu verbessern. Bei Erfolg bietet der SSWEEP-Ansatz eine Fülle spannender Innovationsmöglichkeiten für eine PET-Kreislaufwirtschaft, die dazu beitragen kann, die globale Herausforderung der Kunststoffverschmutzung zu lösen, und gleichzeitig wirtschaftliche Chancen für hybride Bioraffinerien bietet, indem preiswerte Rohstoffe aus der hervorragenden deutschen PET-Sammellogistik in den Kreislauf gelangen.
Laufzeit: 24 Monate