SEED FUND Projekt BioDeg

Boosting plant biomass degradation by combined use of lignin- and cellulose-degrading enzymes

Ergebnisse

Die nachhaltige Herstellung von Energieträgern und Basischemikalien aus erneuerbaren Quellen wie Lignocellulose ist eine vielversprechende Alternative zu den herkömmlichen, Erdöl-basierten Prozessen. Die effiziente Nutzung von Lignocellulose stellt jedoch durch die komplexe Struktur und schwere Abbaubarkeit des Biopolymers eine große Herausforderung dar. Bisher werden hauptsächlich physiko-chemische Methoden angewandt, um die Lignocellulose aufzubrechen. Diese belasten jedoch häufig die Umwelt, da sie toxische Chemikalien, hohe Temperaturen und hohen Druck erfordern. In der Natur wird Lignocellulose durch Pilze abgebaut, die dafür eine ganze Reihe von oxidativen und hydrolytischen Enzymen produzieren. Einige dieser Enzyme wie beispielsweise Laccasen, Peroxidasen und Cellulasen wurden bereits intensiv für den Abbau von Lignocellulose untersucht. Die bisherigen Untersuchungen beschränken sich jedoch in der Regel auf einzelne Enzyme. Das Ziel des BioDeg-Projektes war es rekombinante Enzymsets zu entwickeln, die verschiedene Lignin- und Cellulose-abbauende Enzyme enthalten und somit den Abbau von unterschiedlichen Lignocellulosearten ermöglichen. Ligninolytische und cellulolytische Enzyme aus Moniliophthora roreri und anderen Pilzen wurden identifiziert und heterolog in Pichia pastoris exprimiert. Eine Kombination aus Laccase, Manganperoxidase und lytischer Polysaccharidmonooxygenase konnte die Verzuckerung von Miscanthus durch kommerziell erhältliche Cellulasen verbessern.

Beteiligte Core Groups
Dr. Katja Koschorreck / Prof. Dr. Vlada B. Urlacher, Institut für Biochemie, HHU Düsseldorf
Dr. Holger Klose / Prof. Dr. Björn Usadel, Institut für Botanik und Molekulargenetik , RWTH Aachen

Kontakt
Dr. Katja Koschorreck und Prof. Dr. Vlada B. Urlacher
Institut für Biochemie
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
E-mail: katja.koschorreck@uni-duesseldorf.de

Projektlaufzeit
01.12.2016-31.12.2017

Budget
BioDeg ist Teil des NRW-Strategieprojektes BioSC, das durch das Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Bundeslandes NRW gefördert wird.

Publikation

Schmitz, F, Röder, A, Hoffrogge, M, Urlacher, VB and Koschorreck, K (2024). Agar plate-based activity assay for easy and fast screening of recombinant Pichia pastoris expressing unspecific peroxygenases. Biotechnol J 19(1): e2300421.  

Bronikowski, A, Hagedoorn, P-L, Koschorreck, K and Urlacher, VB (2017). Expression of a new laccase from Moniliophthora roreri at high levels in Pichia pastoris and its potential application in micropollutant degradation. AMB Express 7: 73.