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Newsletter | Oktober 2020 | Download PDF

 

Perspektivprojekte aus den FocusLabs

Im Rahmen der BioSC FocusLabs wurden seit 2017 relevante Ergebnisse erzielt und disziplinübergreifende Kompetenzen im BioSC erarbeitet. Einzelne Aspekte aus den ersten FocusLabs werden im Übergang von Phase 2 zu Phase 3 des NRW-Strategieprojektes BioSC in 12-monatigen Perspektivprojekten im Umfang von SEED FUND 2.0-Projekten weiterentwickelt. Die Projekte sind am 1. Juli bzw. 1. August 2020 gestartet.

 

Foto: A. Biselli, AVT.FVT, RWTH Aachen

DesignR: Tailoring Biosurfactants – Production of Designer Rhamnolipids

 

Projektkoordination: Dr.-Ing. Nina Ihling, AVT - Bioverfahrenstechnik, RWTH Aachen

Partner:

Dr.-Ing. Nina Ihling, Prof. Dr.-Ing. Jochen Büchs, AVT - Bioverfahrenstechnik, RWTH Aachen

Sonja Kubicki, Dr. Stephan Thies, Prof. Dr. Karl-Erich Jaeger, IMET - Molekulare Enzymtechnologie, HHU Düsseldorf

Andreas Biselli, Prof. Dr.-Ing. Andreas Jupke, AVT - Fluidverfahrenstechnik, RWTH Aachen

Im Rahmen des FocusLabs Bio² wurde ein Bioraffinerieprozess für die Herstellung von Biotensiden entwickelt. Eines der Zielprodukte waren Rhamnolipide (RL). Sie bestehen aus zwei β-Hydroxyalkansäuren (HAAs) mit unterschiedlicher Kettenlänge sowie ein oder zwei Rhamnose-Einheiten (mono-RL bzw. di-RL). Es wird erwartet, dass verschiedene RL-Kongenere unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wobei der Zusammenhang zwischen der Struktur der RLs und ihren physiko-chemischen Eigenschaften bislang unklar ist. Das Projekt DesignR zielt darauf ab, diese Wissenslücke zu schließen. Durch die Verwendung von Rhamnolipiden als ein Beispiel für eine industriell etablierte Klasse von Glykolipiden sollen grundlegende Kenntnisse über das Struktur-Funktions-Zusammenspiel erlangt werden. Die Ergebnisse dienen dazu, die Grundlage für eine noch breitere Wissensplattform zu schaffen, die Strategien zur Herstellung und Aufreinigung von maßgeschneiderten Glykolipiden, deren Anwendungsgebiete und Marktpotenzial erst noch erforscht werden müssen, zu legen. Die Grundlage dieser Wissensplattform soll durch (i) die mikrobielle Produktion von mono- und di-RL, (ii) die selektive Trennung von mono-RL, di-RL und HAAs und (iii) die bio- und physikochemische Charakterisierung der produzierten Lösungen geschaffen werden.

 

 

Foto: IMET, HHU Düsseldorf

TaiLead: Lead verification of tailored prodiginine derivatives

Projektkoordination: Dr. Anita Loeschcke, IMET- Molekulare Enzymtechnologie, HHU Düsseldorf

Partner:

Dr. Anita Loeschcke, Dr. Thomas Drepper, Prof. Dr. Karl-Erich Jaeger, IMET - Molekulare Enzymtechnologie, HHU Düsseldorf

Dr. Thomas Classen, Prof. Dr. Jörg Pietruszka, IBOC - Bioorganische Chemie, HHU Düsseldorf

Dr. Sylvia Schleker, Prof. Dr. Florian Grundler, INRES - Molekulare Phytomedizin, Universität Bonn

Im Rahmen des FocusLabs CombiCom wurde eine ganze Bandbreite an Naturstoffen und Derivaten hergestellt, um diese nach relevanten Bioaktivitäten insbesondere für die Schädlingsbekämpfung zu durchmustern. Dabei wurde eine Suppression der Pflanzen-Infektion mit parasitären Nematoden durch Prodiginin-Tripyrrole festgestellt, wobei eine dieser Verbindungen das Pflanzenwachstum steigerte. Außerdem wurde in BioSC-Arbeiten eine Nematoden-inhibierende Aktivität von Rhamnolipiden gefunden; dies sind Biodetergenzien, die außerdem verstärkt antibakteriell in Kombination mit einem Tripyrrol wirken. Im Projekt TaiLead sollen diese „Leads“ kombiniert werden. Dazu wird i) mit einem mikrobiellen Chassis-Organismus eine kombinatorische Plattform erstellt, die zur effektiven Produktion von bislang unzugänglichen, neuen und wirksamen tripyrrolischen Struktur-Varianten dient, die von der Leitstruktur mit Pflanzenwuchs-fördernder Wirkung inspiriert sind. Weiterhin werden ii) die neuen Verbindungen hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit und ihres Aktivitätsspektrums als potentielle Agrochemikalien untersucht. Hier werden Wirkungen auf Nematoden sowie kombinierte Aktivitäten von Prodigininen mit Rhamnolipiden untersucht. Die Analysen adressieren den Anwendungsbereich zum Schutz von Zuckerrübe und Soja gegen spezifische parasitische Nematoden. Auf Schlüsselkompetenzen und Ergebnissen des CombiCom FocusLabs aufbauend strebt dieses Projekt somit einen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger Produktionsprozesse und eines ökologischen Pflanzenschutzkonzeptes an.

 

 

Foto: Forschungszentum Jülich

LIFT: Lignin fractionation and separation to produce different technical lignins

Projektkoordination: Dr. Holger Klose, IBG-2: Pflanzenwissenschaften, Forschungszentrum Jülich

Partner:

Dr. Holger Klose, Dr. Philipp M. Grande, Dennis Weidener, Prof. Dr. Ulrich Schurr, IBG-2: Pflanzenwissenschaften, Forschungszentrum Jülich

Arne Holtz, Prof. Dr.-Ing. Andreas Jupke, AVT - Fluidverfahrenstechnik, RWTH Aachen

Die wertschöpfende Verwertung von Lignin kann ein entscheidender Schritt zur Rentabilität von Lignocellulose-Bioraffineriekonzepten sein. Dies erfordert die Entwicklung neuer Technologien und Verfahren zur effizienten Fraktionierung und Raffinierung von Lignin für weitere Verarbeitungsschritte. Das Projekt LIFT baut auf der Forschung aus dem FocusLab AP³ auf, in dem ein Verfahren zur Ligninabtrennung durch Fällung entwickelt wurde, und wird diese Technologie weiterentwickeln. Es werden verschiedene Lignine verarbeitet und charakterisiert. Durch die Verknüpfung der Information ihrer Zusammensetzung mit den Daten des Fraktionierungsprozesses sollen geeignete Strategien zur Herstellung verschiedener Lignintypen ermittelt werden.

 

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Ausgabe 01/2020

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