Bactocat: Neue Syntheseleistungen durch Kopplung von mikroorganismischen mit Edelmetall- und Metallnanopartikel-katalysierten Prozessen in der Mikroreaktionstechnik

 

Die Syntheseleistungen von Mikroorganismen sind eine zentrale Komponente der natürlichen Stoffkreisläufe. Gleichzeitig sind sie fundamental für die Biotechnologie. Bisher wird jedoch das Gesamtpotenzial bakterieller Syntheseprozesse nur zu einem geringen Teil biotechnisch genutzt. Das liegt daran, dass der überwiegende Teil der auf der Erde vorkommenden Bakterien noch gar nicht im Labor kultiviert werden konnte und viele spezielle mikroorganismische Syntheseapparate bisher nicht zugänglich sind.

Viele Mikroorganismen reagieren sehr empfindlich auf Schwermetalle, während andere manche Schwermetalle selbst in höheren Konzentrationen tolerieren. Die große Bedeutung von Schwermetallen für Synthesen ist sowohl aus der Biochemie als auch aus der technischen Katalyse bekannt. Neuere Erkenntnisse haben zudem das große katalytische Potenzial von Metallnanopartikeln  bestätigt. Deshalb verfolgt das Bactocat-Projekt das Ziel, mit Hilfe der Mikrofluidik schwermetalltolerante Mikroorganismen aufzufinden, ihre Kultivierungsbedingungen zu optimieren und ihr Potenzial für biotechnisch-katalytische Verfahren zu erschließen. Für das erforderliche Screening von Bodenproben, Organismen sowie Kultivierungs- und Reaktionsbedingungen wird die Technik des mikrosegmentierten Flusses eingesetzt. Dazu werden im Projekt neue fluidische Bauelemente, mikroreaktionstechnische Module, ein Laborsystem und entsprechende Protokolle entwickelt. Diese sollen helfen, neue biologische Syntheseleistungen, vor allem für Sekundärmetabolite, zugänglich zu machen.

 

Verbundpartner:

* TU Ilmenau, Institut für Chemie und Biotechnik, Fachgebiet Physikalische Chemie/Mikroreaktionstechnik

* Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Mikrobiologie, Mikrobielle Kommunikation

* Hans-Knöll-Institut für Naturstoff-Forschung Jena, Abteilung Biotechnikum

* Institut für Photonische Technologien Jena, Arbeitsgruppe Mikrofluidik

* Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie, Pfinzthal, Abt. Energetische Materialien

* Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik Heiligenstadt, Fachbereich Bioprozesstechnik

 

 Wichtige Ergebnisse

Das Vorhaben wird durch das BMBF gefördert (Kz. 031A161A).

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