Herstellung von Cyanophycin mit einem neuartigen Biokatalysator und Funktionalisierung für verbesserte Materialeigenschaften

01.04.2024 bis 31.03.2028

Biologische Systeme können Lösungen bieten, die im Vergleich zu mit fossilen Brennstoffen
betriebenen Verfahren weniger energieintensiv sind. Dadurch tragen sie zur Verringerung von
anthropogenen Treibhausgasemissionen bei und decken gleichzeitig die steigende Nachfrage nach
kommerziell relevanten Chemikalien, wie z. B. Polymeren. Cyanophycin (Multi-L-Arginyl-Poly-LAspartat)
ist ein stickstoffhaltiges Biopolymer, das von verschiedenen Bakterien produziert wird.
Derzeit kann es mit Cyanobakterien photosynthetisch hergestellt werden, was zu Einschränkungen der
Produktivität dieses lichtabhängigen Prozesses führt. Die Anwendung von Cyanophycin wurde bisher
durch seine schlechte Löslichkeit und seine amorphe Struktur eingeschränkt. Vor kurzem ist es uns
gelungen, Cyanophycin durch Veresterung in ein vielversprechendes polykationisches Polymer mit
vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten umzuwandeln. Hier wollen wir das Know-how von
Cyanobakterien auf acetogene Bakterien übertragen, um Cyanophycin aus Wasserstoff (H2) und
Kohlendioxid (CO2) zu produzieren, wodurch die Einschränkungen des lichtabhängigen Systems
gemildert werden. Darüber hinaus werden wir Anwendungen verschiedener Cyanophycin-Ester als
neuartige Biomaterialien untersuchen. Dies wird eine Plattform für die Wiederverwertung von
Abfallströmen aus der Industrie (H2 + CO2 oder Synthesegas) bieten und so zu einer Kreislaufwirtschaft
beitragen. Wir gehen davon aus, dass wir die Produktion von hochwertigen Materialien mit
vielversprechenden Eigenschaften für medizinische, pharmazeutische und industrielle Anwendungen
ermöglichen was einen weitreichenden Einfluss auf technologischer, ökologischer und wirtschaftlicher
Ebene haben wird.