ERA-IB 5: MetaCat - Eine Sammlung metagenomischer, neuartiger und hocheffizienter Biokatalysatoren für die industrielle Biotechnologie, Teilprojekt Göttingen

Im Rahmen des MetaCat-Konsortiums wird die Biodiversität ausgenutzt, um neue und robuste industriell relevante Biokatalysatoren zu identifizieren und isolieren. Im Fokus stehen dabei promiske Enzyme, die eine Vielzahl von unterschiedlichen Substraten unter Prozessbedingungen mit hoher Stereoselektivität umsetzen können. Von besonderem Interesse sind dabei Enzyme, die Substrate mit großen Substituenten umsetzen und eine hohe Stabilität aufweisen. Zu den gesuchten Enzymklassen gehören Nitrilasen, Transaminasen, Ketoreduktases, Glycosyl-Hydrolasen und Lipasen/Esterasen. Zur Identifizierung werden aktivitäts- und sequenzbasierte sowie zellfreie Screeningsysteme verwendet. Im Rahmen dieses Teilvorhabens sollen Gene und Genprodukte für Ketoreduktasen identifiziert werden, die große (bulky) Substrate umsetzen können und promisk sind. Die gesuchten Enzyme sollen sperrige Ketone/Alkohole als Substrate akzeptieren. Das sind Ketone, die auf beiden Seiten der Carbonylfunktion große Reste tragen. Beispielmoleküle hierfür sind Benzil oder Biaryle, die gegebenenfalls mit Halogenen substituiert sind. In diesem Teilvorhaben sollen Gene bzw. Enzyme, die diese sperrigen Ketone umsetzen können, durch sequenz- und funktionsbasierte Screeningverfahren identifiziert werden. Als Quellen hierfür werden eine bereits vorhandene Gen-/Enzymbank sowie nach selektiver Voranreicherung neu erstellte Genbanken eingesetzt. Die dabei erhaltenen Kandidaten werden molekular und/oder initial biochemisch charakterisiert. Besonders vielversprechende Kandidatenenzyme werden umfassend charakterisiert. Moderat thermostabile Enzyme werden dabei bevorzugt, da Thermostabilität häufig mit einer erhöhten Lösemittelstabilität, die von besonderem Interesse für die Industriepartner ist, einhergeht. Ferner erhöht eine Umsetzung bei erhöhten Temperaturen die Löslichkeit der Substrate.