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Gesteigerter Acetyl-CoA Gehalt in Hefe durch Deregulierung der Coenzym A-Biosynthese


Kurzfassung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung des Stoffwechsels der Hefe Saccharomyces cerevisiae (Bäckerhefe).


Hintergrund

Bioethanol ist ein Treibstoff aus nachwachsenden Rohstoffen und gilt als klimafreundlich und damit als gute Alternative zu fossilen Brennstoffen. Die Produktion des alternativen Kraftstoffs ist bislang aber noch sehr umstritten. Der Grund dafür ist, dass für die Herstellung von Bioethanol der sogenannten ersten Generation stärkehaltige Ausgangsstoffe aus Getreide oder Zuckerrüben verwendet werden und damit eine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion entstehen kann, was auch oft als „Teller-Trog-Tank-Konflikt“ bezeichnet wird. Um diese zu verringern, werden derzeit unter anderem zwei Ansätze verfolgt: zum einen statt Ethanol energiereicheres Butanol aus denselben Rohstoffen zu gewinnen, zum anderen den Zelluloseanteil in Rohstoffen wie Stroh zu nutzen.


Problemstellung

Die Wissenschaft setzt dabei große Hoffnung auf Biobutanol als Kraftstoff, da es im Vergleich zu Ethanol eine größere gespeicherte Menge chemischer Energie aufweist. Allerdings sind die derzeitigen Herstellungsverfahren sehr energieintensiv. Grund für den besonders hohen Energiebedarf ist der hohe Siedepunkt von Butanol, welcher über dem von Wasser liegt – bei Ethanol ist es umgekehrt. Hier muss nur die geringe Menge Ethanol destilliert werden. Während bei der Butanolherstellung die größere Menge Wasser verdampft werden muss, um den Kraftstoff zu erhalten. Daher wird derzeit daran geforscht, die Ausbeuten zu erhöhen, indem die Leistungsfähigkeit der Mikroorganismen mit gentechnischen Methoden verbessert wird. Dieser genetischee Eingriff in den Stoffwechsel eines Organismus, so dass technisch nutzbare Produkte oder Varianten der auf natürlicher Weise gebildeten Produkte mit neuen Eigenschaften entstehen, wird als metabolic engineering bezeichnet.


Lösung

Diesen Ansatz verfolgen auch die Erfinder der vorliegenden Erfindung. Konkret handelt es sich bei der Erfindung um einen neu konstruierten Stamm der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae, der einen gegenüber herkömmlichen Stämmen deutlich gesteigerten Gehalt an Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) anreichert (Faktor 15). Weitere Überlegungen legen nahe, dass Steigungen bis zum Faktor 45 möglich seien. Das Acetyl-CoA ist ein wichtiger Faktor im Rahmen der Biosynthese von beispielsweise Isobutanol als Biokraftstoff, Aromasubstanzen sowie pharmazeutischen Wirkstoffen. Mit dem erfindungsgemäßen Hefestamm ließen sich Prozesse im Rahmen der Biosynthese effizienter gestalten und damit Erträge steigern.


Vorteile

  • gesteigerter Gehalt an Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) (Faktor 15)
  • Steigerung der Effizienz von Biosynthesen für die Herstellung von Isobutanol als Biokraftstoff, Aromasubstanzen sowie pharmazeutischen Wirkstoffen

Anwendungsbereiche

Biotechnologie


Service

Es werden Unternehmen für die kommerzielle Nutzung sowie für Entwicklungskooperationen gesucht.


Universität Rostock Service GmbH

Dipl.-Ing. Lars Worm
+49 381 498-9803
lars.worm@uni-rostock.de
www.verwertungsverbund-mv.de
Adresse
Parkstraße 6
18057 Rostock



Entwicklungsstand

Idee


Patentsituation

  • DE anhängig

Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen