BioIndustrie 2021 "Biopolymere/Biowerkstoffe: Biobasierte Polyamide durch Fermentation"

C. glutamicumHintergrund

Die biobasierte Produktion von Biopolymeren als Kunststoffersatz ist eines der wichtigsten Themenfelder einer zukunftsorientieren, nachhaltigen Bioökonomie, um klassische petrochemische Verfahren auf Basis begrenzter fossiler Ressourcen zu ersetzen. Vor diesem Hintergrund zielt das Projekt in einem Konsortium mit den Industriepartnern BASF SE, Daimler AG, Fischerwerke GmbH und Robert-Bosch GmbH darauf ab, innovative Polyamide auf biologischer Basis herzustellen und dabei die gesamte Wertschöpfungskette vom nachwachsenden Rohstoff bis zum Industrieprodukt abzudecken. Im Fokus steht dabei die gentechnische und bioprozesstechnische Optimierung des Bodenbakteriums C. glutamicum zu einem effizienten Produktionsstamm für das C5-Diamin Diaminopentan. Dieses ist der Schlüsselbaustein für die Erzeugung innovativer Biokunststoffe wie das 100 % biobasierte Polyamid PA5.10. Für eine globale Optimierung von C. glutamicum sollen neue Konzepte der Systembiotechnologie und Synthetischen Biotechnologie eingesetzt werden.
Ziele
  • Systemweite PolyOmics-Analyse von C. glutamicum (u.a. Fluxom, Metabolom, Transkriptom)
  • In-silico Pathway-Analyse (Genome-Scale Modelling, Elementary Flux Modes)
  • Systembiotechnologische Optimierung von C. glutamicum zu einer Zellfabrik für Diaminopentan
  • Non-Food Rohstoffe für eine nachhaltige Produktion

Publikationen
0. Buschke N, Becker J, Schäfer R, Kiefer P, Biedendieck R, Wittmann C (2013)
Systems metabolic engineering of xylose utilizing Corynebacterium glutamicum for production of 1,5-diaminopentane.

Biotechnol. J. In press.

0. Buschke, N, Schäfer R, Becker J, Wittmann C (2013)
Metabolic engineering of industrial platform microorganisms for biorefinery applications - optimization of substrate spectrum and process robustness by rational and evolutive strategies.

Biores. Technol. 135:544-554.

0. Becker J, Wittmann C (2012)
Bio-based production of chemicals, materials and fuels – Corynebacterium glutamicum as versatile cell factory.

Curr. Opin. Biotechnol. 23:631-640.

0. Kind S, Kreye S, Wittmann C (2011)
Metabolic engineering of cellular transport for overproduction of the platform chemical diaminopentane in Corynebacterium glutamicum.

Metab. Eng. 13:617-627.

0. Kind S, Wittmann C (2011)
Bio-based production of the platform chemical 1,5-diaminopentane.

Appl. Microbiol. Biotechnol. 91:1287-1296.

0. Buschke N, Schröder H, Wittmann C (2011)
Metabolic engineering of Corynebacterium glutamicum for production of 1,5-diaminopentane from hemicellulose.

Biotechnol. J. 6:306-317

0. Kind S, Jeong W K, Schröder H, Wittmann C (2010)
Systems-wide metabolic pathway engineering in Corynebacterium glutamicum for bio-based production of diaminopentane.

Metab. Eng. 12:341-351.

0. Kind S, Jeong W K, Schröder H, Zelder O, Wittmann C (2010)
Identification and elimination of the competing N-acetyldiaminopentane pathway for improved production of diaminopentane by Corynebacterium glutamicum.

Appl. Environ. Microbiol. 76:5175-5180.