Prof. Dr. Bernhard Eikmanns
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31.03.2007

Der Einfluss von wichtigen Prozessparametern wurde eingehend untersucht und die Optima der wichtigsten Prozessgrößen ermittelt. Neben der optimalen Medienzusammensetzung wurden auch verschiedene Kohlenstoffquellen hinsichtlich ihrer Eignung bewertet. Der Produktionsstamm wurde mit Hilfe der innerhalb des Projekts erarbeiteten Erkenntnisse weiterentwickelt. Dabei wurde insbesondere die Bereitstellung von Pyruvat und Kofaktoren verbessert und der Abfluss von Kohlenstoff in Biosynthesewege von unerwünschten Nebenprodukten minimiert. Dadurch konnte die zuckerbezogene Produktausbeute deutlich gesteigert werden. Die ebenfalls innerhalb des Projektes gewonnen Erkenntnisse zur Prozessführung flossen in einen auf den Produktionsstamm angepassten Prozess ein. Durch rationale Stammentwicklung und innovative Verbesserungen der Prozessführung ist es gelungen, bei einem minimierten Ressourcenaufwand eine verbesserte Produktivität der Produktionsstämme zu erzielen. Erst durch die erreichten technischen Verbesserungen wurde die Herstellung von Valin im großtechnischen Maßstab in Europa unter wirtschaftlichen Bedingungen möglich. Erste Validierungsfermentationen zur Herstellung von Valin im großtechnischen Maßstab wurden 2007 erfolgreich realisiert.

Übergeordnetes Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung einer fermentativen Produktionsplattform basierend auf einem Corynebacterium glutamicum-Stamm mit optimierter Pyruvatbereitstellung zur Herstellung niedermolekularer Feinchemikalien. Arbeitsziele dieses Teils des Vorhabens sind die Identifizierung von Zielgenen/Zielproteinen für die Stammoptimierung und die Bereitstellung rekombinanter C. glutamicum-Basisproduzenten mit optimierter Vorstufenbereitstellung und optimierter L-Valin- bzw. L-Leucinproduktion. Valin- und Leucin-Basisproduzenten von C. glutamicum werden enzymatisch und genetisch charakterisiert. Die Erkenntnisse werden für die Konstruktion von rekombinanten Stämmen mit verbesserter Vorstufenbereitstellung (Pyruvat/Glutamat) genutzt. Außerdem werden in diesen Stämmen die Valin- /Leucinsynthesewege gentechnisch (Deletionen im Chromosom und Überexpression von Genen für Synthese-Enzyme) optimiert. Zuletzt erfolgt eine Feinabstimmung der modifizierten Genexpressionen. Die Arbeiten werden zu einem Stamm führen, der im Produktionsmaßstab Zucker effizient zu Valin bzw. Leucin oder auch anderen von Pyruvat ausgehenden Feinchemikalien umsetzt.