Projektbeschreibung

Im Projekt OLEOBuild soll das oleo- und carotinogene Bakterium Rhodococcus erythropolis (RE) und die oleogene Hefe Rhodotorula glutinis (RG) als flexible, standardisierte und robuste Produktionsplattform für hydrophobe Bausteine etabliert werden. Grundlage dafür ist der Einsatz von systembiologischen, synthetischen, strukturbiologischen und bioinformatische Methoden, die es erlauben gezielte molekulargenetische Strategien zur Manipulation von RE und RG zu entwickeln sowie nachhaltige Fermentationsstrategien. Anhand dieser Methoden sollen komplexe rekombinante Stoffwechselwege in beiden Mikroorganismen zur Produktion der hydrophoben Modellverbindungen ß-Ionon (IO), Cembratrien-ol (CBT) und 2-Phenethylalkohol (PEO) geschaffen werden. Zur effizienten biokatalytischen Produktion der Modellverbindungen ist eine zielgerichtete Optimierung der rekombinanten und endogenen Stoffwechselwege notwendig und basiert auf der Analyse der Vorstufen sowie der entsprechenden Stoffwechselenzyme.  Zudem soll in RE und RG die Verwertung von Lignozellulose-haltigen Nebenprodukten, wie beispielsweise Weizenkleie, ermöglicht werden. Dafür werden Schlüsselenzyme des Kohlenhydratmetabolismus identifiziert, strukturell analysiert und zur optimalen Verwertung gezielt verändert.  Ein wichtiger Aspekt des Vorhabens ist die Nutzbarmachung von intrazellulären Lipidvesikeln, die als endogene Senke für hydrophobe Bausteine dienen sollen, um Endprodukttoxizitäten zu umgehen und die nachfolgende Produktrückgewinnung zu vereinfachen. Um eine wirtschaftlich relevante Produktion von IO, PEO und CBT zu demonstrieren, sollen Kultivierungsbedingungen mit hoher Zelldichte für alle Produktionsstämme etabliert werden. Lipidvesikel-gebundene Zielverbindungen werden aus Zelllysaten mittels gravimetrischer Methoden gewonnen und über nachhaltige und skalierbare Trenntechnologien gereinigt. IO, PEO und CBT werden in den Bereichen Duftstoffe und neuer biologisch abbaubarer Pflanzenschutzanwendungen evaluiert.

Personen: Dr. Norbert Mehlmer (Leitung), Selina Engelhart-Straub und Philipp Cavelius