Bioenergie Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Optimierung der Herstellung mikrobieller Rhamnolipide auf Basis nachwachsender Rohstoffe; Teilvorhaben 2: Metabolomanalyse und Systembiologie

Anschrift
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 2 - Lebenswissenschaften - Institut für Biochemie und Biotechnologie - Abteilung Bioinformatik und Biochemie
38106 Braunschweig
Rebenring 56
Kontakt
Prof. Dr. Dietmar Schomburg
Tel: +49 531-391-8301
E-Mail: d.schomburg@tu-bs.de
FKZ
22004108
Anfang
01.06.2008
Ende
31.05.2011
Aufgabenbeschreibung
Es soll das industrielle Potential von Rhamnolipiden genauer untersucht werden und der Herstellungsaufwand deutlich gesenkt werden. In diesem Zusammenhang soll mit Hilfe eines systembiologischen Ansatzes gentechnisch maßgeschneiderte Überproduktionsstämme erzeugt werden und mögliche alternative nichtpathogene Stämme untersucht werden. Sehr wichtig ist zudem die Vereinfachung der Produktaufreinigung. Im vorliegenden Teilprojekt sollen Metabolomanalysen an GC/MS-Geräten durchgeführt werden. Aus den Analysen wird die Aufklärung der Biosynthesewege und die Identifizierung von metabolischen Endpässen erwartet . Hieraus ergeben sich dann Folgerungen zu Stammverbesserungen. Für die Ergebnisverwertung sind Publikationen sowie Präsentationen auf Fachtreffen vorgesehen.
Ergebnisdarstellung
Das Verbundvorhaben wurde unter Koordination des Karlsruher Instituts für Technologie, Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik mit den beiden Forschungspartnern Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Institut für Molekulare Enzymtechnologie und der TU Braunschweig, Institut für Biochemie und Biotechnologie durchgeführt. Im Teilvorhaben 2 der TU Braunschweig wurde die Produktion von Rhamnolipiden in P aeruginosa PAO1 unter Verwendung von drei verschiedenen Kohlenstoffquellen Sonnenblumenöl, Glycerin und Glukose etabliert, wobei bei der Verwendung von Glyzerin und Glukose nur wenige Unterschiede im Metabolom (Stoffwechselwege und -eigenschaften) detektiert werden konnten. Sonnenblumenöl ist aus mehreren Gründen schlecht geeignet für die Metabolomanalyse. Zum einen ist Sonnenblumenöl eine undefinierte C-Quelle, zum anderen behindert das Öl alle nachfolgenden Experimente, da es nicht wasserlöslich ist. Außerdem traten Probleme bei der Rhamnolipid-Bestimmung und bei starker Rhamnolipid-Produktion und auch bei der Bestimmung der Optischen Dichte von Bakterienkulturen auf. Eine bessere Kohlenstoffquelle ist zum einen Glycerin, da es ein Bestandteil der Fettsäuretriglyceride des Öls ist, zum anderen Glukose. Die größte Menge an Rhamnolipid im Überstand konnte nach 72 h Kultivierung mit Glycerin als C-Quelle nachgewiesen werden (ca. 2 - 2,5 g/L). Die Rhamnolipid-Produktion begann bei Verwendung von glycerinhaltigem Produktionsmedium am Anfang der exponentiellen Wachstumsphase nach ca. 10,5 h Kultivierungsdauer und setzte sich während der stationären Phase bis zum Ende der Kultivierung nach 70 h fort.

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
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