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

Mikroorganismen, die in extremen Umgebungen wie den alkalischen Li-reichen Salaren in den extremen Höhen der Atacama-Wüste in Chile leben, haben interessante Mechanismen und Metabolite zum Überleben entwickelt. Die Metall-komplexierenden Siderophore sind solche faszinierenden Moleküle. Die Salare sind vielversprechende Quellen zur Identifizierung neuer Siderophore mit einzigartigen Eigenschaften, da diese Umgebungen im Vergleich zu Süßwasser weniger bioverfügbares Eisen enthalten. Bisherige Forschungen konzentrierten sich auf Siderophore aus Boden, Süßwasser oder Meer in Gegenwart von bestimmten Elementen und mit einer Stabilität im pH-Bereich von 3-9. Obwohl bislang über 500 Siderophore identifiziert wurden, sind nur zwei kommerziell verfügbar, die als Pharmazeutika oder Rostschutzmittel verwendet werden. Herkömmliche wässerige Systeme sind für die Identifizierung von alkalisch-halophilen Siderophoren ungeeignet. In unserem vorherigen ERAMIN-2 Siderec-Projekt haben wir den Nutzen von DFT-Berechnungen zur Auswahl von Siderophoren mit besserer Ge- und In-Bindung als Desferrioxamin B nachgewiesen. 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, die von Mikroorganismen aus den alkalischen Li-reichen Salzseen (Salare) der Atacama-Wüste synthetisiert werden, zur Rückgewinnung von kritischen Elementen (Ga, Sc, REEs) aus hochalkalischen polymetallischen Strömen wie Bayer-Lauge, zu identifizieren, zu isolieren, zu charakterisieren, herzustellen und anzuwenden.