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 Neuer Wirkmechanismus von Tumortherapeutikum entdeckt
19.04.2018 | Universität Wien

nachricht Krebsmedikament bei der Arbeit beobachtet
19.04.2018 | Ruhr-Universität Bochum

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: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Im Focus: Basler Forschern gelingt die Züchtung von Knorpel aus Stammzellen

Aus Stammzellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen lassen sich stabile Gelenkknorpel herstellen. Diese Zellen können so gesteuert werden, dass sie molekulare Prozesse der embryonalen Entwicklung des Knorpelgewebes durchlaufen, wie Forschende des Departements Biomedizin von Universität und Universitätsspital Basel im Fachmagazin PNAS berichten.

Bestimmte mesenchymale Stamm-/Stromazellen aus dem Knochenmark von Erwachsenen gelten als äusserst viel versprechend für die Regeneration von Skelettgewebe....

Im Focus: Basel researchers succeed in cultivating cartilage from stem cells

Stable joint cartilage can be produced from adult stem cells originating from bone marrow. This is made possible by inducing specific molecular processes occurring during embryonic cartilage formation, as researchers from the University and University Hospital of Basel report in the scientific journal PNAS.

Certain mesenchymal stem/stromal cells from the bone marrow of adults are considered extremely promising for skeletal tissue regeneration. These adult stem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Mai zum 7. Mal an der Hochschule Stralsund

12.04.2018 | Veranstaltungen

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

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Aus dem Labor auf die Schiene: Forscher des HI-ERN planen Wasserstoffzüge mit LOHC-Technologie

19.04.2018 | Verkehr Logistik

Neuer Wirkmechanismus von Tumortherapeutikum entdeckt

19.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

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