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15.04.2020

Aminosäure biotechnisch erzeugt

Leibniz-Forscher haben für die Produktion eines wichtigen Medikamentengrundstoffs eine nachhaltige Alternative zum petrochemischen Prozess entwickelt.

D-Phenylglycin ist ein wichtiger Baustein für eine große Gruppe von Antibiotika.
D-Phenylglycin ist ein wichtiger Baustein für eine große Gruppe von Antibiotika.
Quelle: 
Pixabay; CC0

So manche Feinchemikalie haben Wissenschaftler sich in der Natur abgeschaut. Auch Phenylglycin ist eine Substanz, die von Bakterien hergestellt wird. Allerdings gibt es von ihr zwei spiegelbildliche Formen – L-Phenylglycin und D-Phenylglycin. Ersteres ist das Produkt der Mikroorganismen, letzteres eine medizinisch hoch interessante Verbindung, die jedoch nur auf konventionelle Weise in einem petrochemischen Prozess hergestellt werden kann – bis jetzt.

Nur eine von zwei Formen interessant

Eigentlich bildet das Bakterium Streptomyces pristinaespiralis L-Phenylglycin, um dieses zum Antibiotikum Pristinamycin weiterzuverarbeiten. Forschern des Leibniz-Instituts DSMZ (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen) ist es gelungen, die Bakterien der Gattung Actinomycetes mit Methoden der Synthetischen Biologie so zu verändern, dass sie D-Phenylglycin produzieren. Im Fachjournal „Applied Microbiology and Biotechnology“ beschreibt das DSMZ-Team den veränderten Syntheseweg.

Vorteile der fermentativen Herstellung

Die fermentative Herstellung des D-Phenylglycin hat gegenüber der petrochemischen Variante einige Vorteile. Da sind zum einen Nachhaltigkeit und Klimaschutz: Die Herstellung erfordert als Rohstoff in erster Linie Glukose, die sich problemlos aus erneuerbaren Rohstoffen gewinnen lässt. Darüber hinaus erzeugen Bakterien ihr Produkt mit einer besonders hohen optischen Reinheit.

Produktionsraten weiter steigern

„Die Produktionsraten sind zwar noch gering“, räumt DSMZ-Forscherin Yvonne Mast ein. „Wir haben aber die Möglichkeiten des sogenannten Genetic Engineering noch nicht voll ausgeschöpft und forschen aktuell an einer Steigerung der Produktionsrate.“ Nur so sei die nachhaltige Produktion von solch vielfältig einsetzbaren Bausteinen wie D-Phenylglycin auch für die Industrie wirklich interessant. Darüber hinaus ließe sich der neue Syntheseweg in andere Bakterienstämme als Produktionsorganismen übertragen.

Das Marktpotenzial ist da: Derzeit werden jährlich mehr als 5.000 Tonnen D-Phenylglycin auf konventionelle Weise hergestellt, um daraus Antibiotika wie Ampicillin zu erzeugen.

bl

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