Eine modulare In‐vitro‐Plattform für die Produktion von Terpenen und Polyketiden aus CO2. (3rd June 2021) - Sundaram, Srividhya; Diehl, Christoph; Cortina, Niña Socorro; Bamberger, Jan; Paczia, Nicole; Erb, Tobias J.
Abstract: Eines der Ziele für die Realisierung nachhaltiger chemischer Syntheseverfahren ist die direkte Nutzung des Treibhausgases CO2 als Rohstoff für die Produktion von Grund‐ und Feinchemikalien, wie z. B. Pharmazeutika, Duftstoffe und Lebensmittelzusatzstoffe. In dieser Studie präsentieren wir eine modulare In‐vitro‐Plattform für die kontinuierliche Umwandlung von CO2 in komplexe Kohlenstoff‐Verbindungen, wie Monoterpene (C10 ), Sesquiterpene (C15 ) und Polyketide. Durch Kombination von natürlichen und synthetischen Stoffwechselwegen etablierten wir eine neue Route von CO2 zu den Schlüsselintermediaten Acetyl‐ und Malonyl‐CoA, welche anschließend durch verschiedene Terpen‐ und Polyketidsynthasen diversifiziert werden können. In unserer Machbarkeitsstudie demonstrieren wir die Kombination verschiedener Stoffwechselmodule mit bis zu 29 Enzymen in einem Ansatz. Dies ebnet den Weg für die weitere Entwicklung und Optimierung von Syntheserouten für die Erzeugung komplexer CO2 ‐basierter Chemikalien. Abstract : Die Kopplung eines synthetischen CO2 ‐Fixierungszyklus und eines natürlichen Glyoxylat‐Assimilationszyklus mit verschiedenen Biosynthesewegen ermöglicht die nachhaltige Produktion von Terpenen und Polyketiden. Die Demonstration dieser modularen, multi‐enzymatischen In‐vitro‐Plattform schafft die Voraussetzungen für eine diversifizierte Synthese von Pharmazeutika und Commodity‐Chemikalien direkt aus CO2 .