Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Biokatalytische Konversion von Lipiden aus nachwachsenden Rohstoffen: Eine neue Technologieplattform zur Synthese von Spezial-Bioölen und -Fettsäuren

Anschrift
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf - Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät - Biologie - Forschungszentrum Jülich - Institut für Molekulare Enzymtechnologie im Forschungszentrum Jülich
Wilhelm-Johnen-Str.
52428 Jülich
Kontakt
Dr. Thomas Drepper
Tel: +49 2461 61-4173
E-Mail: t.drepper@fz-juelich.de
FKZ
22025105
Anfang
01.09.2006
Ende
31.08.2009
Ergebnisdarstellung
Im Forschungsvorhaben wurde untersucht, inwiefern neuartige und industriell verwertbare Fettsäuren und (Phospho)Lipide mittels neuer biotechnologischer Verfahren auf der Basis nachwachsender Rohstoffe bereitgestellt werden können. In drei Arbeitspaketen (1. Bioproduktion prozessrelevanter Fettsäuren, 2. biokatalytische Funktionalisierung von Fettsäuren und 3. neue lipolytische Enzyme zur Modifizierung von (Phospho)Lipiden) wurden biokatalytische Synthesen von definierten und modifizierten Fettsäuren und Lipiden untersucht. Um den industriellen Nutzen von (Phospho)Lipiden durch Optimierung der Zusammensetzung der jeweiligen veresterten Fettsäuren zu steigern, wurden Versuche zum Einbau von wirtsfremden langen mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFAs) wie die Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA) sowie die konjugierte Linolsäure (CLA) Fettsäuren durchgeführt. Fettsäuren mit speziellen (Mehrfach)Funktionalisierungen wie die spezifische Einführung von cis- oder trans-Doppelbindungen sowie Hydroxyl- oder Epoxy-Gruppen weisen eine große industrielle Relevanz auf, sind aber durch konventionelle chemische Syntheseverfahren nicht oder sehr aufwendig zu erzeugen. Daher wurde im Rahmen des Projekts untersucht, inwiefern bakterielle und pflanzliche Enzyme mit Fettsäure-modifizierenden Eigenschaften, wie z.B. die membranlokalisierten Acyllipid-Desaturasen, für eine gezielte Funktionalisierung von Membranlipiden eingesetzt werden können. Dazu wurde zunächst ein neuartiges Rhodobacter-basiertes Expressionssystem entwickelt, welches eine Polymerase-abhängige heterologe Expression beliebiger Zielgene in dem phototrophen Bakterium ermöglicht. Zudem wurden verschiedene bakterielle Desaturasegene amplifiziert und diese in die entsprechenden Rhodobacter-Expressionsvektoren kloniert. Die Expressionsvektoren wurden anschließend dazu verwendet, komparative Desaturase-Expressionsstudien in E. coli und R. capsulatus durchzuführen.
Aufgabenbeschreibung
Zur Veredelung pflanzlicher und tierischer Fette und Öle soll in Kooperation zwischen dem IMET und Cognis eine umfassende Technologieplattform entwickelt werden, die es erlauben wird, funktionelle (Phospho)Lipide sowie maßgeschneidert modifizierte Fettsäuren mit hohem Wertschöpfungspotential für industrielle Anwendungen zu produzieren. Dazu werden drei Schwerpunkte verfolgt: 1) Biologische Produktion prozessrelevanter Lipide und Fettsäuren durch den innovativen Einsatz photosynthetischer Mikroorganismen. 2) Biokatalytische Derivatisierung von Fettsäuren aus nachwachsenden Rohstoffen für eine industrielle Verwertung. 3) Selektiver Einbau von modifizierten Fettsäuren in industriell relevante Spezialfette und -öle an definierter Position und Freisetzung prozessrelevanter Fettsäuren aus (Phospho)Lipiden mittels Lipasen und Phospholipasen. Arbeitsplanung: Die Details sind der beigefügten Vorhabensbeschreibung zu entnehmen. Arbeitsplanung: Die Details sind der beigefügten Vorhabensbeschreibung zu entnehmen.

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