Fermentative Produktion biogener terpenbasierter Biomonomere auf Basis von Biomassereststoffen zur Herstellung neuartiger Biopolymere

Stipendiatin/Stipendiat: Steffen Roth

Lignocellulose bildet den Hauptbestandteil von Biomassereststoffen, wie Holz oder auch Stroh, und soll zur fermentativen Produktion von Biopolymer-Monomeren eingesetzt werden. Dazu soll zunächst der Methylerythritol Phosphat Weg (MEP, auch non-MVA) im Produktionsstamm Pseudomonas putida KT2440 mittels Genomintegration optimiert und durch das Einbringen einer Terpensynthase (Bornylphosphatcyclase), sowie Teile des cam Operons (P450cam, PdX, PdR) zunächst das biogene Monomer 5-Hydroxyborneol gebildet werden.

Mittels statistischer Versuchsplanung sollen die Parameter für die Fermentation des biogenen Endprodukts optimiert werden, wobei ein glucosehaltiges Hydrolysat, welcher als ein Wertstoffstrom des Organosolv-Prozesses (Aufbereitung der Lignocellulose) anfällt, als Substrat für die Fermentation verwendet werden soll. 

Für das erhaltene 5-Hydroxyborneol soll anschließend ein Reinigungsverfahren aus der Fermentationsbrühe entwickelt und das biogene Endprodukt für die Produktion von Biopolymeren eingesetzt werden. Dazu soll das gereinigte Endprodukt als Additiv, als Monomer zu bereits bestehenden Rezepturen und zur Herstellung von biogenen Polyestern mit fermentativ hergestellten Dicarbonsäuren eingesetzt werden. Anschließend werden die Eigenschaften der neuartig hergestellten Biopolymere untersucht.

Anmerkung: Das Verfahren ist nicht auf die Herstellung von 5-Hydroxyborneol begrenzt, sondern es können außerdem Sesqui- und Diterpene im Produktiosstamm aufgebaut werden.

Förderzeitraum:
01.08.2015 - 31.07.2018

Institut:
Technische Universität München
Wissenschaftszentrum Straubing
Lehrstuhl für Chemie Biogener Rohstoffe

Betreuer:
Prof. Dr. Volker Sieber

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