Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Biologie - Forschungszentrum Jülich - Institut für Molekulare Enzymtechnologie im Forschungszentrum Jülich
Wilhelm-Johnen-Str.
52428 Jülich

22006805

01.08.2005

Im Teilvorhaben 2 wurden Erkenntnisse zur Physiologie der Rhamnolipidproduktion in Pseudomonas aeruginosa und deren Verknüpfung mit biotechnische relevanten Prozessen wie der Biofilmbildung erziehlt, die die Nutzung und gezielte Optimierung des Stammes zur Produktion von Biotensiden durch systembiologische und gentechnische Methoden ermöglichen werden. Der Einfluss lipolytischer Enzyme auf die Rhamnolipidproduktion konnte nachgewiesen werden und deren Verknüpfung mit zentralen physiologischen Funktionen (z. B. Beweglichkeit, Biofilmbildung) gezeigt werden. Hinweise auf regulatorische Vorgänge wurden erarbeitet, die direkt als Grundlage für weiterführende Ansätze zur Optimierung der Rhamnolipidproduktion eingesetzt werden können. Es wurden Stämme konstruiert, die in speziell auf sie ausgelegten Prozessen wahrscheinlich zu einer Steigerung der Produktivität führen können. Als Nebenergebnis wurde am Institut eine gut funktionierende Analytik zur Untersuchung der Genexpression auf Proteinebene mittels 2D-Gelelektrophorese in Kombination mit Massenspektrometrie und auf Transkriptebene mittels RT-PCR aufgebaut, die sich bereits auch in anderen Projekten bewährt hat und weiter ausgebaut wird.

Ziel des geplanten (Teil-)vorhabens ist die Optimierung von Pseudomonas-Stämmen zur biotechnologischen Produktion von Rhamnolipiden (RL). Hierbei steht die Erzeugung, Charakterisierung und Optimierung von Stämmen in Abhängigkeit von der Prozessführung im Vordergrund. Die Expression relevanter Gene unter den verschiedenen Bedingungen wird molekularbiologisch und physiologisch charakterisiert und die Gene in neuartige Plasmide kloniert. Es werden rekombinante Stämme erzeugt, die RL-Biosysnthesegene in verschiedenen Mengen zueinander überexprimieren. Die entstandenen Überexpressionsstämme werden in Kooperation mit den Verbundpartnern, anhand von Expressionsanalysen und biochemischen Analysen charakterisiert und anschliessend durch Anpassung der Expressionsraten auf erhöhte RL-Ausbeuten optimiert. Die im Rahmen des Projektvorhabens erzeugten, charakterisierten und auf gesteigerte Rhamnolipidproduktion optimierten Stämme sollen bei den Firmenpartnern als Grundlage für einer Technologieplattform zur preisgünstigen Produktion mikrobieller Rhamnolipide auf Basis nachwachsender Rohstoffe dienen.