Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RUB-Forscher nutzen Cyanobakterien für Produktion von Chemikalien

31.03.2016

Bochumer Forscher haben Cyanobakterien so verändert, dass sie die Synthese wertvoller Feinchemikalien katalysieren. Die für die enzymatische Katalyse notwendige Energie produzieren die Mikroorganismen durch Fotosynthese selbst. Die Ergebnisse veröffentlichte das Team um Prof. Dr. Robert Kourist in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“.

Ziel: Energieverbrauch verringern


Prof. Dr. Robert Kourist (links) und Dr. Marc Nowaczyk sind sich sicher, dass ihre gentechnisch veränderten Cyanobakterien helfen werden, die chemische Industrie sauberer zu machen.

© RUB, Marquard

Die chemische Industrie verbraucht enorme Mengen fossiler Energie und produziert gleichzeitig viel Abfall. Der Bedarf an neuen, umweltfreundlichen Prozessen und Produkten ist daher groß.

An der RUB forschen zwei Wissenschaftler an einem ressourcenschonenderen und damit nachhaltigeren Ansatz: Prof. Dr. Robert Kourist und Dr. Marc Nowaczyk ist es gelungen, Cyanobakterien gentechnisch so zu verändern, dass sie Enzyme produzieren, mit denen sich Chemikalien herstellen lassen. Die Energie, die sie zur Katalyse der Vorgänge benötigen, gewinnen die Bakterien direkt aus Sonnenlicht.

Die Sonne liefert die notwendige Energie

Um ihrer Funktion als Biokatalysatoren nachzukommen, benötigen viele Enzyme chemische Energie. Die muss man ihnen für gewöhnlich in Form von Zucker oder anderen energiereichen Verbindungen zuführen. Die Bochumer Forscher nutzen den Umstand aus, dass Cyanobakterien, ähnlich wie Pflanzen, Fotosynthese betreiben und auf diese Weise Sonnenlicht als Energiequelle heranziehen können. Die gentechnisch veränderten Mikroben sind in der Lage, die gewünschten Enzyme mit eben dieser Energie zu versorgen, was sie unabhängig von Zucker macht.

Keine unerwünschten Nebenprodukte

Für ihre Arbeit verwendeten die Bochumer Biologen erstmals gentechnisch veränderte lebende Cyanobakterien. „Besonders wichtig ist uns die Beobachtung, dass die Cyanobakterien in unseren Versuchen ausschließlich die Synthese der gewünschten Chemikalie katalysierten und damit selektiv arbeiteten“, so Marc Nowaczyk.

In vielen katalytischen Prozessen entsteht nicht nur ein Produkt, sondern noch ein spiegelbildliches. Das müssen die Forscher aufgrund seiner abweichenden biologischen Wirkung zunächst mühsam abtrennen. „Die ausgezeichnete Selektivität ist eine wichtige Voraussetzung für eine industrielle Nutzung“, erklärt Robert Kourist.

Breites Anwendungsspektrum

Die Versuche zeigten zudem, dass Enzyme aus anderen Organismen erfolgreich in Cyanobakterien eingeführt werden können. Damit kann das Verfahren für eine Vielzahl an Reaktionen eingesetzt werden.

„Die chemische Industrie muss noch sauberer werden“, formuliert Robert Kourist das große Ziel der Forscher. Die Fotosynthese für die Katalyse chemischer Reaktionen zu nutzen, sei ein vielversprechender Ansatz in diese Richtung.

Originalveröffentlichung

K. Köninger, A. Gomez-Baraibar, C. Mügge, C. Paul., F. Hollmann, M. Nowaczyk, R. Kourist (2016): Recombinant cyanobacteria as tools for asymmetric C=C bond reduction fueled by biocatalytic water oxidation, Angewandte. Chemie, DOI: 10.1002/anie.201601200

Weitere Informationen

Prof. Dr. Robert Kourist, Nachwuchsgruppe Mikrobielle Biotechnologie, Fakultät für Biologie und Biotechnologie, Ruhr-Universität Bochum, Tel.: 0234 32 2502
robert.kourist@rub.de

Dr. Marc Nowaczyk, Lehrstuhl Biochemie der Pflanzen, Fakultät für Biologie und Biotechnologie, Ruhr-Universität Bochum, Tel.: 0234 32 23657
marc.m.nowaczyk@rub.de

Redaktion: Raffaela Römer

Dr. Julia Weiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics