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SolarBioproducts veröffentlicht Forschungsergebnisse

SolarBioproducts Ruhr veröffentlicht Forschungsergebnisse:

Algen als lebende Biokatalysatoren für eine grüne Industrie

In fachübergreifender Zusammenarbeit ist SolarBioproducts Ruhr eine Entdeckung gelungen, die für mehr Umweltschutz in der chemischen Industrie sorgen könnte.

Viele chemische Substanzen in Kosmetika, Lebensmitteln oder Medikamenten können leicht unterschiedliche dreidimensionale Strukturen einnehmen, wobei nur jeweils eine davon den gewünschten Duft oder die gewünschte medizinische Wirkung zeigt. Die chemische Herstellung der richtigen Substanzen ist oft nicht gerade umweltverträglich, da hohe Temperaturen oder spezielle Lösungsmittel notwendig sind. In der Natur gibt es dagegen bestimmte Proteine, die das gewünschte Produkt bei milden Temperaturen und in Wasser herstellen. Dabei erzeugen sie oft genau die 3D-Struktur der Substanz, die von der Industrie gebraucht wird. Für die Reaktion brauchen sie allerdings den Hilfsstoff NADPH, der in der chemischen Synthese sehr teuer und aufwendig ist. Abhilfe schaffen lebende Algenzellen, die diesen Hilfsstoff mit der Energie aus dem Sonnenlicht direkt bereitstellen können. Das Forscherteam berichtet in der Fachzeitschrift Algal Research (im Druck).

Das Forschungsteam hat mehrere dieser OYE-Proteine in Grünalgen entdeckt. „Für eine breite Anwendung braucht die Industrie verschiedene dieser Proteine, um auch außergewöhnliche Moleküle herstellen zu können“, erklärt Prof. Dr. Thomas Happe, Leiter der Arbeitsgruppe Photobiotechnologie an der RUB. „Algen besitzen sehr komplexe Stoffwechselwege und sind daher ideale Quellen für neuartige Biokatalysatoren.“ Die Forscherinnen und Forscher untersuchten Algen-OYEs im Reagenzglas und konnten zeigen, dass sie viele kommerziell interessante Substanzen umsetzen können. „Wir brauchen einfach nur die Algen mit der Startchemikalie zu vermischen und bereits nach kurzer Zeit erhalten wir das finale, chemische Produkt“, erzählt die Co-Autorin Christina Marx begeistert.

Das Konzept der Arbeiten entstammt dem Spin-off SolarBioproducts Ruhr, das von der Wirtschaftsförderungs-gesellschaft Herne und Thomas Happe gegründet wurde, um Konzepte für umweltfreundliche Algenbiotechnologien zu entwickeln. „Wir haben einen großen Schritt in Richtung grüne Industrie gemacht“, freut sich Happe. „Ohne die Kooperationen wäre dies nicht möglich gewesen.“ Die Studie zeige, wie wichtig die Zusammenarbeit von Forschenden verschiedener Fachgebiete ist, und dass Kontakte zur Wirtschaft auch wertvolle Grundlagen-forschung initiieren, betonen die Autoren.

Die Expertise von SolarBioproducts wurde vor kurzem durch Dr. Oliver Lampret erweitert, der als Biochemiker das Repertoire zum Schwerpunkt Erneuerbare Energien sinnvoll ergänzt. Er ist Experte in der Grundlagenforschung von wasserstoff-produzierenden Enzymen, sogenannten Hydrogenasen, und plant derzeit anwendungsorientierte Projekte, etwa die Entwicklung einer Biobrennstoffzelle zur Erzeugung von grünem Wasserstoff im kleinen Maßstab.

Originalveröffentlichung

Stefanie Böhmer*, Christina Marx*, Álvaro Gómez-Baraibar, Marc M. Nowaczyk, Dirk Tischler, Anja Hemschemeier, Thomas Happe (2020) Evolutionary diverse Chlamydomonas reinhardtii old yellow enzymes reveal distinctive catalytic properties and potential for whole-cell biotransformations, in: Algal Research, https://doi.org/10.1016/j.algal.2020.101970

*geteilte Erstautorenschaft

Das Team von Sbp veröffentlicht Forschungsergebnisse.
Dr. Lampret (links) und Dr. Marx vom Team SolarBioproducts Ruhr © Sbp

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