MetaCat
15. April 2019, von Prof. Dr. Wolfgang Streit
Eine Sammlung metagenomischer, neuartiger und hocheffizienter Biokatalysatoren für die industrielle Biotechnologie
In dem ERA-IB Projekt „MetaCat“ wurde die hohe Anzahl an verschiedenen Metagenomen genutzt, um eine Kollektion verschiedener industriell relevanter Enzyme wie Lipasen/Esterasen, Glykosylhydrolasen, Transaminasen, Ketoreduktasen und Nitrilasen daraus zusammenzustellen. Als gemeinsame Eigenschaften sollen diese Biokatalysatoren sehr aktiv und robust sein und vor allem promiskuitiv. Dies bedeutet, dass die Enzyme außergewöhnlich breite Substratspektren auch unter harschen Reaktionsbedingungen klar vorhersehbar umsetzen können. Mit diesen Eigenschaften, die vielfältige Einsatzmöglichkeiten eröffnen, können Produktionsprozesse in der Bioindustrie wesentlich schneller und effizienter gestaltet werden. Um diese Enzyme zu finden, erschloss die Universität Hamburg mit komplementären Omics-Ansätzen das enorme Potential der Mikroorgansimen und entwickelte neue zellfreie Expressionssysteme. An der Bangor University wurden Metagenombibliotheken konstruiert und funktional nach promiskuitiven Enzymen durchmustert. Die Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf etablierte neue und verbesserte Screening-Wirte und produzierte sowie charakterisierte die neu entdeckten Enzyme biochemisch und strukturell. Neben der Suche nach neuen Enzymen und deren Tests entwickelte Bayer ein neues Kostenkalkulations-Tool für neue enzymbasierte Produktionsprozesse. Novozymes war darin involviert, innovative Expressionsstrategien zu entwickeln, um das Produktportfolio mit neuen robusten Enzymen zu erweitern. Die sequenzbasierte Suche nach neuen Biokatalysatoren, deren rekombinante Produktion sowie eine Einschätzung ihrer Anwendbarkeit wurden bei evoxx durchgeführt. Die Hochzelldichte-Fermentation, Reinigung, genaue biochemische Charakterisierung der Enzyme und ihres Aktivitätsprofils wurden am Institut für Katalyse des CSIC (Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas) durchgeführt.
Das Projekt „MetaCat“ resultierte in einer Sammlung aus 150 promiskuitiven und vielseitigen Enzymen und derzeit 19 Publikationen sowie 2 Patenten.
Mehr Informationen über das Projekt: DOI: https://doi.org/10.21820/23987073.2018.5.82