ERA-IB 5: PROCAR - Entwicklung und Nutzung von Xanthophyllomyces dendrorhous als nachhaltige Plattform für die Produktion von hochpreisigen Carotinoiden

Carotinoide sind bioaktive Pigmente, die als Futterzusatz, als Lebensmittelfarbstoff und für Kosmetika benutzt werden. Zu den wirtschaftlich bedeutenden Carotinoide gehören seit neuestem Zeaxanthin, für die Prävention und Behandlung der Altersbedingten Makulardegeneration, und Phytoen als UV-Schutz und Antioxidant in Kosmetika zur Verhinderung von Hautalterungen. Im Gegensatz zu anderen Carotinoiden ist für diese beiden keine kommerziell genutzte chemische Synthese etabliert. Zur Deckung des steigenden Bedarfs an Phytoen und Zeaxanthin bieten sich Mikroorganismen als nachhaltige kompetitive Produktionssysteme an. Das PROCAR Projekt dient der Entwicklung von genetisch modifizierten Stämmen der Hefe Xanthophyllomyces dendrorhous zur Produktion der ökonomisch interessanten Carotinoide Zeaxanthin und Phytoen. Mit diesen Stämmen werden die Fermentation und das down-stream processing optimiert. Die Carotinoid werden durch Formulierung und Enkapsulierung als Endprodukte stabilisiert. In dieses Projekt bringen der Antragsstellerwir folgendes ein: 1. X. dendrorhous Mutanten, die Phytoene oder ß-Carotin akkumilieren, sowie einen Astaxanthin überproduzierenden Stamm. 2. die kürzlich von uns erarbeitete Genom Sequenz von X. dendrorhous, 3. alle nötigen Gene und Ausgangsplasmide für die genetische Modifikation von X. dendrorhous. Unsere Haupaktivitäten PROCAR sind auf WP2 (genombasiertes metabolisches Netzwerk x) und WP3 (New Xanthophyllomyces: zeaxanthin and phytoene producers) fokussiert. Geplant sind für Jahr 1: Metabolisches Netzwerk Konstruktion aus Genomdaten sowie die Herstellung der Prototypen P-1 und Z-1; für das 2. Jahr: Integration von physiologischen Daten ins Netzwerk sowie Herstellung der Stämme P-2, Z-2 und Z-3 durch Modifikation von Astaxanthin Hochproduzent; für das 3. Jahr: substratabhängige Charakterisierung von P und Z Stämmen sowie Fertigstellung der Endproduktionsstämme P-31 und Z-4. (s. hierzu den dem Antrag beigefügten detaillierten Arbeitsplan).