ERASynBio - Runde 1 - Verbundprojekt: RetroBio - Zweifache retrosynthetische Implementierung eines neuen Stoffwechselwegs, ein synthetischer Weg zum Biotin

Biotin als ein industriell relevantes Molekül kann bislang nur durch chemische Synthese hergestellt werden. Die Implementierung eines mit retrosynthetischen Methoden neu entworfenen Stoffwechselwegs soll durch Methoden des rationalen Designs und Hochdurchsatz-Screenings per Umprogrammierung der Substratspezifitäten bekannter Enzyme erfolgen. Ziel des Gesamtvorhabens ist es zu zeigen, dass die synthetische Implementierung eines mehrstufigen Stoffwechselwegs jenseits bekannter natürlicher Reaktionen möglich ist und damit ein potentieller Ausweg für viele bisher als unlösbar geltende Probleme in der synthetischen Biologie sein könnte. Außerdem werden wir experimentell zeigen, dass das retrosynthetische Design eine exzellente Basis für das rationale Stoffwechseldesign ist. Die Vorgehensweise zur Implementierung des neuen Biotin-Synthesewegs beruht auf einer wiederholten Abfolge folgender Arbeitsschritte: I. Isolierung der für die Biotin-Biosynthese notwendigen Enzymaktivitäten für die Schritte R3 bis R1. II. Verbesserung der identifizierten Enzymaktivitäten. III. Schritte zur fermentativen Biotin-Produktion. In TP 3 werden die Generierung und das Screening verschiedener Metagenombanken durchgeführt und auch direkt mit den gesuchten Genen angereicherte DNA gescreent. Die Metagenombanken und die DNA verschiedenster Habitate werden nach den gesuchten Enzymklassen funktionell und sequenzbasiert durchmustert. Ferner werden Kandidatengene mittels reverser Metagenomik identifiziert.