MOE-Fellowship

Nils Weindorf

Biotechnologische Aufwertung von Ligninmonomeren zur Gewinnung von chiralen Phenol-Derivaten durch Vanillylalkohol-Oxidasen

Aromatische Verbindungen finden vielerlei Anwendung in unserem alltĂ€glichen Leben, werden aber bis heute ausschließlich aus fossilen Quellen gewonnen. Gleichzeitig nimmt Nachhaltigkeit eine immer grĂ¶ĂŸere Rolle in unserer Gesellschaft ein, wodurch bereits Alternativen zu vielen fossilen Quellen nutzbar gemacht wurden. Auch einige Plattformchemikalien konnten bereits ersetzt werden, aromatische Verbindungen allerdings noch nicht. Allerdings bietet die Natur fĂŒr diese Verbindungen bereits eine nachwachsende Quelle, das Lignin, welches ein komplexes Biopolymer ist und als Bestandteil der Lignocellulose in Pflanzen zu finden ist. Da es als Biopolymer nur schlecht zu verwenden ist, gab es bereits einige Bestrebungen die Monomere des Lignins zugĂ€nglich zu machen. Besonders nennenswert sind dabei Lignin-First-Methoden, mit welchen eine kleine Auswahl an aromatischen Verbindungen selektiv aus dem Biopolymer gewonnen werden können. So können beispielsweise mittels reduktiver katalytischer Fraktionierung p-Alkylphenol-Derivate gewonnen werden. An dieser Stelle soll meine Arbeit ansetzen, indem durch die Verwendung von Vanillylalkohol-Oxidasen (VAOs) ein biotechnologischer Ansatz entwickelt werden soll, welche eine selektive Funktionalisierung dieser Verbindungen erlaubt und so das Repertoire an verfĂŒgbaren Verbindungen aus Lignin erweitert, welche dann als Synthesebausteine fĂŒr Pharmazeutika, Geschmacksstoffe oder Ähnlichen eingesetzt werden können. VAOs stellen hierbei als Biokatalysator einen guten Ausgangspunkt dar, denn durch sie sind beispielsweise stereo- und regio-selektive Oxyfunktionalisierungen möglich. Auch kann die ReaktivitĂ€t der VAOs durch rationales Design gesteuert werden. Als Grundlage fĂŒr das rationale Design sollen einige neue VAOs charakterisiert werden, fĂŒr welche dann Sequenz-AktivitĂ€tsbeziehungen beschrieben werden sollen. Ziel ist es, eine Auswahl an Enzymvarianten zu schaffen, welche die gezielten Funktionalisierungen von p-Alkylphenol-Derivaten erlauben und wiederum in Kaskaden mit anderen Enzymen eingesetzt werden können. Final soll die Anwendbarkeit durch einige Upscalings demonstriert werden.


Übersicht

Förderzeitraum

01.01.2024 - 31.12.2026

Institut

Ruhr-UniversitÀt Bochum (RUB) Mikrobielle Biotechnologie, NDEF 06/748

Betreuer

Prof. Dr. Dirk Tischler

Kontakt

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