Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf dem Weg zur „grünen Zellfabrik“: Cyanobakterien können Biokatalysatoren für die Industrie herstellen

05.08.2015

Nachhaltige Produktion: Fotosynthese als Energielieferant

Forschern der Ruhr-Universität Bochum (RUB) ist es gelungen, mehrere industriell nutzbare Biokatalysatoren mithilfe von fotosynthetisch arbeitenden Mikroorganismen herzustellen. Ein entscheidender Schritt auf dem Weg zu nachhaltigen chemischen Prozessen, sagen Dr. Marc Nowaczyk vom Lehrstuhl Biochemie der Pflanzen und Jun.-Prof. Dr. Robert Kourist, Nachwuchsgruppe Mikrobielle Biotechnologie.

Enzyme für die Industrie auf nachhaltige Weise herstellen

Da die fossilen Ressourcen unseres Planeten endlich sind, suchen Forscher nach neuen Wegen für die Produktion bestimmter Substanzen, die unabhängig von Erdöl sind. Fotoautotrophe Organismen, die ihre Energie aus Licht gewinnen, könnten ein Schlüssel zum Erfolg sein.

Sie könnten Enzyme für die chemische und biotechnologische Industrie herstellen, die zum Beispiel in Waschmitteln Einsatz finden und bei der Herstellung von Nahrungsmitteln. Organismen wie Cyanobakterien benötigen für die Enzymsynthese lediglich Licht, Wasser, Nährsalze und CO2 als Ausgangsstoffe, aber keine komplexen Kohlenstoffe wie Zucker. Bochumer Forscher arbeiten an der Entwicklung solcher „grünen Zellfabriken“.

Machbarkeitsstudie gelungen: Cyanobakterien kompatibel mit Enzymproduktion

Mithilfe von Cyanobakterien stellten die Bochumer Wissenschaftler Enzyme her, mit denen sie wiederum wertvolle Pharmastoffe produzieren konnten. Sie schleusten zu diesem Zweck Gene für die Enzymproduktion in die Mikroorganismen ein.

„Besonders wichtig war die Beobachtung, dass die Zellbestandteile der Cyanobakterien mit der katalytischen Aktivität kompatibel sind,“ fasst Robert Kourist die Ergebnisse der Machbarkeitsstudie zusammen. „Die Fotosynthese zu nutzen, um industrielle Enzyme aus Kohlendioxid und Wasser herzustellen, ist ein neuer und umweltfreundlicher Ansatz.“

Verfahren erzeugt reine Produkte

In vielen katalytischen Prozessen entsteht nicht nur das gewünschte Produkt, sondern auch eine Reihe von Nebenprodukten, die mühsam herausgefiltert werden müssen. Besonders häufig bringen die chemischen Reaktionen zwei Substanzen hervor, deren chemische Strukturen sich wie Bild und Spiegelbild verhalten; man spricht von Enantiomeren. Mit ihrem Verfahren gelang es den Bochumer Forschern, hauptsächlich die gewünschte Form zu erzeugen – eine Voraussetzung für eine pharmazeutische Anwendung. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in der Zeitschrift „Microbial Cell Factories“.

Technologie braucht höhere Produktivität

Um die „grünen Zellfabriken“ in Zukunft erfolgreich anzuwenden, muss die Technologie allerdings noch effizienter werden. Das erfordert Cyanobakterien, die schneller wachsen und nicht mehr auf wertvolles Süßwasser angewiesen sind. „Mehrere cyanobakterielle Stämme haben dafür ein herausragendes Potenzial“, so Marc Nowaczyk. Das Bochumer Team arbeitet bereits an einer Optimierung der „Zellfabriken“; konkret wollen die Forscher den fotosynthetischen Elektronentransport verbessern.

Titelaufnahme

M. Bartsch, S.K. Gassmeyer, K. Köninger, K. Igarashi, P. Liauw, N. Dyczmons-Nowaczyk, K. Miyamoto, M.M. Nowaczyk, R. Kourist (2015): Photosynthetic production of enantioselective biocatalysts, Microbial Cell Factories, DOI: 10.1186/s12934-015-0233-5

Weitere Informationen

Jun.-Prof. Dr. Robert Kourist, Nachwuchsgruppe Mikrobielle Biotechnologie, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-25029, E-Mail: Robert.Kourist@rub.de

Dr. Marc Nowaczyk, Lehrstuhl Biochemie der Pflanzen, Fakultät für Biologie und Biotechnologie der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-23657, E-Mail: marc.m.nowaczyk@rub.de

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Lass uns eine Zelle bauen
22.01.2020 | Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik

nachricht Naturstoffe gegen Fibrose und diastolische Herzschwäche entdeckt
22.01.2020 | Medizinische Hochschule Hannover

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: New roles found for Huntington's disease protein

Crucial role in synapse formation could be new avenue toward treatment

A Duke University research team has identified a new function of a gene called huntingtin, a mutation of which underlies the progressive neurodegenerative...

Im Focus: A new look at 'strange metals'

For years, a new synthesis method has been developed at TU Wien (Vienna) to unlock the secrets of "strange metals". Now a breakthrough has been achieved. The results have been published in "Science".

Superconductors allow electrical current to flow without any resistance - but only below a certain critical temperature. Many materials have to be cooled down...

Im Focus: DKMS-Studie zum Erfolg von Stammzelltransplantationen

Den möglichen Einfluss von Killerzell-Immunoglobulin-ähnlichen Rezeptoren (KIR) auf den Erfolg von Stammzelltransplantationen hat jetzt ein interdisziplinäres Forscherteam der DKMS untersucht. Das Ergebnis: Bei 2222 Patient-Spender-Paaren mit bestimmten KIR-HLA-Kombinationen konnten die Wissenschaftler keine signifikanten Auswirkungen feststellen. Jetzt wollen die Forscher weitere KIR-HLA-Kombinationen in den Blick nehmen – denn dieser Forschungsansatz könnte künftig Leben retten.

Die DKMS ist bekannt als Stammzellspenderdatei, die zum Ziel hat, Blutkrebspatienten eine zweite Chance auf Leben zu ermöglichen. Auch auf der...

Im Focus: Gendefekt bei Zellbaustein Aktin sorgt für massive Entwicklungsstörungen

Europäische Union fördert Forschungsprojekt „PredActin“ mit 1,2 Millionen Euro

Aktin ist ein wichtiges Strukturprotein in unserem Körper. Als Hauptbestandteil des Zellgerüstes sorgt es etwa dafür, dass unsere Zellen eine stabile Form...

Im Focus: Programmable nests for cells

KIT researchers develop novel composites of DNA, silica particles, and carbon nanotubes -- Properties can be tailored to various applications

Using DNA, smallest silica particles, and carbon nanotubes, researchers of Karlsruhe Institute of Technology (KIT) developed novel programmable materials....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung befasst sich mit der Zukunft der Mobilität

22.01.2020 | Veranstaltungen

ENERGIE – Wende. Wandel. Wissen.

22.01.2020 | Veranstaltungen

KIT im Rathaus: Städte und Wetterextreme

21.01.2020 | Veranstaltungen

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

Lass uns eine Zelle bauen

22.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

Messtechnische Unterstützung für chirurgische Eingriffe

22.01.2020 | Medizintechnik

Naturstoffe gegen Fibrose und diastolische Herzschwäche entdeckt

22.01.2020 | Biowissenschaften Chemie

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