S\u00e4gesp\u00e4ne, Stroh oder Getreidespelzen mit nur einem Mikroorganismus m\u00f6glichst effizient zu nachhaltigem Treibstoff umsetzen: Dazu haben UDE-Forscher einen wichtigen Beitrag geleistet. Ihr im Fachmagazin \u201eNature Communications\u201c ver\u00f6ffentlichter Ansatz aus Experiment und theoretischer Simulation unterst\u00fctzt biotechnologisch Ans\u00e4tze und f\u00fchrt zu einem Verfahren, das vom Industriepartner bereits in der Produktion eingesetzt wird.<\/p>\n
Biokraftstoff entsteht per Definition aus biologischen Quellen, die oft auch als Nahrungsmittel genutzt werden k\u00f6nnten, wie Mais, Zuckerr\u00fcben oder Sojabohnen. Lignocellulose hingegen, das die holzigen Anteile in Pflanzen ausmacht, findet sich oft als Abfallprodukt nach der Ernte oder im S\u00e4gewerk und ist ebenfalls geeignet.<\/p>\n
Der Weg vom Pflanzenrest zum Biokraftstoff f\u00fchrt allerdings \u00fcber sogenannte Hexosen oder Pentosen, d.h. Zucker, die aus sechs bzw. f\u00fcnf Kohlenstoffatomen bestehen wie z.B. Glukose und Xylose. Ein Mikroorganismus kann in der Regel entweder das eine oder das andere umsetzen. F\u00fcnffachzucker sind ein Problem f\u00fcr die g\u00e4ngigen biotechnologisch genutzten Mikroben: Selbst wenn diese mit den ben\u00f6tigten Enzymen ausgestattet werden, sammeln sich zum Beispiel Zwischenprodukte an, die den Organismus lahmlegen oder nachfolgende Reaktionen hemmen.<\/p>\n
Ansatz funktioniert im Reagenzglas und im Mikroorganismus<\/p>\n
Daher haben sich Wissenschaftler um die UDE-Forscher Prof. Dr. Bettina Siebers und Dr. Jochen Niemeyer sowie Jacky Snoep (University of Stellenbosch, S\u00fcdafrika) mit der Reaktionskette aus f\u00fcnf Enzymen besch\u00e4ftigt, in der Xylose zu einem wertvollen Zwischenprodukt auf dem Weg zum Biotreibstoff umgewandelt wird: dem Weimberg-Weg. Ihr am Computer entstandenes Modell \u2013 jeweils best\u00e4tigt, korrigiert und optimiert durch das anschlie\u00dfende Experiment \u2013 erlaubt es nun, eine optimale Reaktionskette im Reagenzglas zu designen. Es gibt eine Anleitung f\u00fcr jedes einzelne Enzym vor: Menge, Inkubationszeit oder m\u00f6gliche ben\u00f6tigte Cofaktoren wie z.B. Metallionen.<\/p>\n
Der Industriepartner Sigma-Aldrich (Merck) setzt ein Enzym des Weimberg-Weges bereits in der Produktion ein. Aber auch anderen Wissenschaftlern steht das Modell \u00fcber Open-Source-Webplattformen zur Verf\u00fcgung, denn \u201efaires Datenmanagement ist uns wichtig\u201c, so Siebers.<\/p>\n
Das Projekt wurde von Mercator Research Center Ruhr (MERCUR) sowie vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF) gef\u00f6rdert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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