Biotechnologische Synthese von Lignin-Monomeren als Ausgangsmaterialien für formaldehyd-freie Polymere

Die drei Phenylpropanoide p-Coumarylalkohol, Sinapylalkohol und Coniferylalkohol stellen die drei zentralen Metaboliten bei der pflanzengebundenen Synthese von Lignin dar. Lignin bildet in Pflanzen zusammen mit Cellulose und Hemi-cellulosen ein Kompositmaterial und ist u. a. für die Zugfestigkeit von Bäumen verantwortlich. Derzeit erfolgen verstärkte Anstrengungen zur Isolierung und Nutzung von Lignin aus pflanzlichem Material.

Überraschender Weise, existiert bisher kein Verfahren zur Produktion der drei Monomere, die in der Natur zum Aufbau von Lignin verwendet werden.
 
Im Rahmen dieses Projektes soll deshalb die biotechnologische Synthese der drei o. g. Verbindungen realisiert werden. Dazu sollen in einen gut etablierten Produktionsstamm von Aminosäuren (Corynebacterium glutamicum) oder alternativ in das genetisch gut zugängliche Bakterium E. coli, pflanzliche Gene eingefügt werden, um aus Tyrosin die Zielprodukte zu synthetisieren. Die intrazelluläre Konzentration zentraler Metaboliten soll gemessen und Maßnahmen zur Optimierung der Produktausbeute vorgenommen werden (Deletion oder Überexpression von Genen des Zentralmetabolismus, Metabolic Engineering). Dadurch sollen die Grundlagen für weitere Arbeiten gelegt werden, in denen die Produktion der Zielprodukte im Pilot-Maßstab möglich wird.