Herstellung von Biokatalysatoren

Für die Entwicklung nachhaltiger biotechnologischer Produktionsprozesse zur Gewinnung chemischer Produkte werden leistungsfähige Biokatalysatoren benötigt. Je nach Anwendung kann es sich dabei um Enzyme oder Mikororganismen als Ganzzellkatalysatoren handeln.

 

Vom Screening bis zur Herstellung im Technikumsmaßstab

Die Entwicklung stabiler, hoch aktiver Enzyme beginnt mit dem Screening nach neuen Enzymen, z. B. in Bodenproben oder, bei ausreichender Datenlage zu Struktur-Funktions-Beziehungen, in Sequenz-Datenbanken. Sind geeignete Kandidaten gefunden, setzen wir Bakterien oder Hefen für die effiziente Herstellung der Enzyme ein. Deren Kultivierung etablieren und optimieren wir vom Schüttelkolbenmaßstab über Laborreaktoren bis hin in den Technikumsmaßstab.

Wir legen skalierbare Prozesse aus und führen diese in Labor- und Technikumsmaßstab durch. Diese Modellversuche übertragen wir bis in den Pilotmaßstab (10 m³) und führen die Prozesse bei Projektpartnern und Kunden oder am Fraunhofer CBP durch.

Diese Expertise nutzen wir ebenfalls für geeignete Ganzzellkatalysatoren. Hier kommen Organismen zum Einsatz, die wir durch Stoffwechselanalysen und Stammentwicklung optimieren. So kann das Potenzial der Organismen optimal genutzt und an den Zielprozess angepasst werden.

Forschungsschwerpunkte

 

Enzymexpression in Bakterien und Hefen

 

Neue technische Enzyme für eine grüne Chemie

 

Optimierung von Ganzzell-Katalysatoren durch Metabolic Pathway Engineering

Referenzprojekte

BioConSepT – Von der Pflanze zum Kunststoff

Laufzeit: Januar 2012 – Dezember 2015

Mit dem EU-geförderten Projekt BioConSepT wird die Verwertung von Rohstoffen zweiter Generation zur Herstellung von biobasierten Polymeren untersucht. Ziel des Projekts ist es, Prozesse zu liefern, die Rohstoffe der zweiten Generation in werthaltige Chemikalien konvertieren.

ECOX – Enzymatisch-chemokatalytische Oxidationskaskaden in der Gasphase

Laufzeit: November 2012 – April 2017

Das Verbundprojekt Ecox beschäftigt sich mit der Etablierung eines enzymatisch-chemokatalytischen Prozesses zur stofflichen Nutzung von Methan aus Biogas. Dabei sollen chemische und enzymatische Prozessschritte so kombiniert werden, dass Methan möglichst effizient zu Methanol und Ameisensäure umgesetzt werden kann.

ECOX2 – Enzymatische und chemokatalytische Oxidationskaskade in der Gasphase (2) – Phenol aus Biogas

Laufzeit: Juli 2017 – Juni 2020

Im Projekt ECOX2 entwickelt das Fraunhofer IGB mit seinen Projektpartnern ein chemokatalytisch-biotechnisches Verfahren, um Methan aus Biogas zu Phenol umzusetzen. Das Verbundvorhaben knüpft dabei an das Projekt ECOX an, in dem aus Methan durch ein kombiniertes chemo-enzymatisches Verfahren erfolgreich Methanol und Ameisensäure hergestellt werden konnten.

Innozym – Effiziente Herstellung industrierelevanter Enzyme

Laufzeit: März 2009 – Juni 2013

Ziel des Verbundprojekts »Innozym« ist die Entwicklung effizienter, rekombinanter Expressionsverfahren zur Produktion technischer Enzyme und die Herstellung und Aufreinigung der Enzyme bis zu einem Maßstab von 10 m3. Hierfür sollen geeignete Produktionsstämme entwickelt und durch die Bioprozesstechnik optimiert werden.

mehr Info

Lignoplast – Funktionalisierte Ligninspaltprodukte als Synthesebausteine für die Herstellung von Klebstoffen, Lacken, Polyurethanen und Epoxiden

Laufzeit: Juli 2013 – Dezember 2016

Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Klebstoffen, Lacken, Polyurethanen und Epoxiden auf Basis von chemisch und enzymatisch modifizierten Ligninen.

mehr Info