Biokatalysatoren

Auch im Bereich der Biokatalysatoren liegt der Schwerpunkt auf der Entwicklung nachhaltiger Produktionsprozesse für die chemische Industrie. Vor dem Hintergrund des Klimawandels rücken insbesondere Prozesse und Prozesskaskaden in den Fokus unserer Forschung, die auf der Nutzung von Kohlenstoffdioxid (CO2) als Rohstoff bzw. einfacher Intermediate aus der elektrochemischen Umwandlung von CO2 basieren, etwa Methanol oder Ameisensäure.

Mit biotechnologischen Prozessen wollen wir die Wertschöpfung der Produkte erhöhen. So dienen C1-Verbindungen wie Methanol oder Ameisensäure methylotrophen Bakterien als alleinige Kohlenstoff- und Energiequelle. Auch methylotrophe Hefen untersuchen und optimieren wir als Produktionsstämme.

Unser Angebot

  • Stammentwicklung
  • Metabolic Engineering mikrobieller Produktionsstämme
  • Fermentation (Labormaßstab) von C1-Substraten (z. B. Formiat, Methanol), Zuckern und anderen biogenen Rohstoffen in chemische Produkte
  • Konversion von C1-Substraten und anderen biogenen Substraten zu Terpenen (Carotinoiden), Aminosäuren und organischen Säuren
  • Biobasierte Polymerbausteine
  • Mikrobielle Elektrosynthese

Metabolic Engineering für die biotechnologische Produktion von Chemikalien aus CO2 und C1-Substraten#

Chemikalien aus CO2 mit methylotrophen Hefen

Prozesskaskaden zur Synthese chemischer Produkte aus CO2 sind Schlüsseltechnologien für eine klimafreundliche Wirtschaft. Entsprechende Ansätze für die industrielle Biotechnologie mit synthetisch methylotrophen Hefen als Produktionsstämme haben wir im Fachjournal »Trends in Biotechnology« beschrieben.

Organische Säuren aus Methanol mit methylotrophen Bakterien

Organische Säuren sind für zahlreiche Anwendungne gefragt. In einem Teilprojekt des Verbundprojekts EVOBIO haben wir das methylotrophe Bakterium Methylorubrum extorquens AM1 mittels Metabolic Engineering zur gezielten Produktion einfacher difunktioneller organischer Säuren aus Methanol befähigt. Damit kann grünes Methanol aus CO2 oder Synthesegas wertschöpfend genutzt werden.

Terpenoide Farbstoffe aus C1-Verbindungen

Im Projekt CELBICON ist es uns gelungen, mithilfe des Bakteriums Methylobacterium extorquens einfache C1-Verbindungen in einen komplexen roten Farbstoff zu überführen. Der wertschöpfende Farbstoff wird über den mikrobiellen Terpenstoffwechsel hergestellt.