SEED FUND 2.0 - Projekt HySyn

Fatty acid photodecarboxylases for hydrocarbon synthesis

Foto: HHU Düsseldorf

Ergebnisse
Alkane und Alkene gehören zu den wichtigsten Klassen von Kohlenwasserstoffen für die Herstellung von Biokraftstoffen und Kunststoffen der nächsten Generation. 2017 wurde in den Algen Chlorella variabilis und Chlamydomonas reinhardtii eine neue Klasse Alkan/Alken-synthetisierender Photoenzyme entdeckt (fatty acid photodecarboxylases; FAPs). Wichtige biotechnologisch relevante Eigenschaften der FAPs wie z.B. Substratspektrum, Stabilität, Aktivität und Immobilisierungspotenzial wurden bisher jedoch nicht charakterisiert. Außerdem ist ihre phylogenetische Verteilung und damit das Vorhandensein alternativer FAPs mit potenziell überlegenen Eigenschaften größtenteils unerforscht. Das Projekt HySyn zielte darauf ab, diese Lücke zu füllen.

Die Expression, Reinigung und Immobilisierung einer bekannten FAP aus Chlorella variabilis und einer neuartigen FAP aus Cocomyxa subellipsoidea wurden optimiert. Die DNA-Sequenz, die für das letztgenannte Enzym kodiert, wurde durch Genom-Mining identifiziert. Phylogenetische Studien zeigten neben zahlreichen mikroalgenspezifischen FAPs eine Fülle verwandter Sequenzen (annotiert als Cholin-Dehydrogenasen) in Mikroben. Darüber hinaus wurde Biomasse für die DNA-Extraktion aus zwei verschiedenen Mikroalgenstämmen hergestellt (Scenedesmus sp. und Chlorella sp.), die möglicherweise überlegene FAP-Enzyme beherbergen könnten. Die Ergebnisse des Projekts tragen dazu bei, die Entdeckung und Charakterisierung neuartiger FAPs zu beschleunigen und den Weg zur Anwendung dieser wichtigen neuen Enzymfamilie für eine nachhaltige Kohlenwasserstoffproduktion zu ebnen.

SEED FUND 2.0 Projektleiter

Dr. Ulrich Krauss
Molecular Biophotonics
Heinrich Heine University Düsseldorf
phone: +49 2461 612939
email: u.krauss@fz-juelich.de

Partner

Prof. Dr. Karl-Erich Jaeger, Dr. Ulrich Krauss, Molecular Enzyme Technology, Heinrich Heine University Düsseldorf

Prof. Dr. Björn Usadel, Botany and Molecular Genetics , RWTH Aachen University

Prof. Dr. Ulrich Schurr, Dr. Holger Klose, IBG-2, Forschungszentrum Jülich GmbH

Projektlaufzeit

01.10.2018 - 31.12.2019

Förderung

HySyn ist Teil des NRW-Strategieprojekts BioSC und wurde vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.