Bioökonomie International 2022: SiderAlkHa - Neuartige alkalitolerante und halophile Siderophore für die Wiedergewinnung von Gallium aus sekundären Ressourcen

Mikroorganismen, die in extremen Umgebungen überleben, wie den alkalischen Li-reichen Salaren in der hohen Höhe der Atacama-Wüste in Chile, haben interessante Mechanismen und Metaboliten entwickelt, die ihnen helfen. Die Metall-komplexierenden Siderophore sind solche faszinierenden Moleküle. Die Salare sind vielversprechende Quellen zur Identifizierung neuer Siderophore mit einzigartigen Eigenschaften, da diese Umgebungen weniger bioverfügbares Eisen als Süßwasser enthalten. Bisherige Forschungen konzentrierten sich auf Siderophore aus Boden, Süßwasser oder Meer, stabil im pH-Bereich von 3-9 und bestimmten Elementbedingungen. Über 500 Siderophore wurden gefunden, doch nur zwei sind kommerziell verfügbar, als Pharmazeutika oder Rostschutzmittel. Ein nasser Laborexperimentansatz ist für die Identifizierung von alkalisch-halophilen Siderophoren ungeeignet. In unserem vorherigen ERAMIN-2 Siderec-Projekt haben wir die Nützlichkeit von DFT-Berechnungen zur Auswahl von Siderophoren mit besserer Ge- und In-Bindung als Desferrioxamin B gezeigt. Im SiderAlkHa-Projekt werden mittels DFT Siderophore identifiziert, die bei hohem pH-Wert und hoher Alkalität stabil sind. Dies ist für die Ga-Rückgewinnung aus Bayer-Lauge (pH > 13) essenziell. Zusätzlich erfordert das Abwasser aus der Ga-Rückgewinnung mit >100 g/L Salinität eine Stabilität bei pH > 10,0 und > 40 g/L Salzkonzentration. SiderAlkHa zielt darauf ab, neuartige alkalisch-halophile stabile Siderophore, produziert von Mikroorganismen aus den alkalischen Li-reichen Salzseen (Salars) der Atacama-Wüste, zur Rückgewinnung von kritischen Elementen (Ga, Sc, REEs) aus hochalkalischen polymetallischen Strömen wie Bayer-Lauge, zu entdecken, zu isolieren, zu charakterisieren, herzustellen und anzuwenden.