Bioeconomy Science Center
Forschung und Kooperation für nachhaltige BioÖkonomie

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11.05.2020

Nachhaltige Kohlenwasserstoffproduktion: BMBF-Folgeprojekt zu BioSC-Projekt bewilligt

Auf der Grundlage des 2019 beendeten BioSC-Projekts HySyn hat das Institut für Molekulare Enzymtechnologie (HHU Düsseldorf) gemeinsam mit dem Moskauer Institut für Physik und Technologie ein Folgeprojekt beim BMBF eingeworben. Im Rahmen von HySyn wurde begonnen, eine kürzlich entdeckte Enzymfamilie aus Algen zu charakterisieren, die Alkane und Alkene produziert. Im BMBF-Projekt FAPBiotech werden diese Arbeiten fortgeführt. Die Ergebnisse des Projektes sollen dazu beitragen, den Weg für eine nachhaltige Kohlenwasserstoffproduktion zu ebnen.

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 Substratspektrum, Stabilität, Aktivität und Immobilisierungspotenzial wurden bisher jedoch nicht vollständig charakterisiert. Außerdem sind ihre phylogenetische Verteilung und damit das Vorhandensein alternativer FAPs mit potenziell überlegenen Eigenschaften größtenteils unerforscht, wobei insbesondere metagenomische Quellen bisher nicht zur Identifikation neuer FAPs genutzt wurden.

Das BioSC SEED FUND-Projekt HySyn startete Ende 2018 mit dem Ziel, diese Lücken zu füllen. Während der 12-monatigen Laufzeit konnten unter anderem die Expression, Reinigung und Immobilisierung einer bekannten und einer neuen FAP optimiert werden. Im Zuge der 9-monatigen Machbarkeitsstudie im Rahmen des BMBF-Projekts FAP-Biotech sollen erste Schritte unternommen werden, um neue Fettsäure-Photodecarboxylasen (FAPs) außerhalb der bereits beschriebenen Gattungen (Chlorella, Chlamydomonas) zu identifizieren. Diese sollen phylogenetisch und strukturell klassifiziert werden, um einen breiten, bisher nicht vorhandenen Überblick über die Verteilung und Unterscheidungsmerkmale der FAPs zu erhalten. Interessante Enzyme sollen exprimiert, gereinigt, biochemisch und strukturell charakterisiert und damit für die biotechnologische Nutzung verfügbar gemacht.

Das Projekt läuft im Rahmen des BMBF-Programms „Förderung von Zuwendungen für die Wissenschaftlich-Technische Zusammenarbeit mit der Russischen Föderation“. Die Koordinatoren sind Dr. Ulrich Krauss (IMET/IBG-1, HHU Düsseldorf/Forschungszentrum Jülich/BioSc) und Dr. Ivan Gushchin (Moskauer Institut für Physik und Technologie). Die Ergebnisse des Projekts sollen dazu beitragen, den Weg zur Anwendung einer wichtigen neuen Enzymfamilie für eine nachhaltige Kohlenwasserstoffproduktion zu ebnen. Außerdem dient das Projekt der Verstetigung der bestehenden Kooperation zwischen den Partnerorganisationen und soll so zu weiteren gemeinsamen Forschungstätigkeiten im Rahmen der „Deutsch-russischen Roadmap für die Zusammenarbeit in Bildung, Wissenschaft, Forschung und Innovation“ führen.