Chemie

Biokatalysator für neue Arzneien

Seit vielen Jahren schaut sich die Medizin so manches Molekül aus der Natur ab, doch meist sind diese Verbindungen so komplex, dass es schwierig ist, sie chemisch nachzubauen. Wenn es doch gelingt, ist die Basis dafür letztlich erdölbasierte Chemie. In der Natur hingegen erzeugen Enzyme diese komplexen Moleküle. Eines davon ist das Enzym AmbDH3, welches ein Team um Frank Hahn nun näher untersucht hat und das in Bakterien daran beteiligt ist, Ambruticin zu bilden, ein mutmaßliches Fungizid.

Bioprozess für Pflanzenhormon entwickelt

Wissenschaftlern der Universität Bielefeld ist es erstmals gelungen, 12-Oxophytodiensäure (12-OPDA) enzymatisch herzustellen, eine zentrale Vorstufe des Pflanzenhormons Jasmonsäure. Aus der Säure leiten sich die Jasmonate ab, mittels derer Pflanzen auf Verletzungen reagieren, sich gegenseitig vor Schädlingen warnen oder auch die Fruchtreifung steuern: „Jasmonsäure kann zum Beispiel die Freisetzung von giftigen Stoffen wie Nikotin in den Blättern anstoßen, die den Angreifern schaden“, erläutert der Biologe Karl-Josef Dietz.

Vanille-Aroma aus Lignin

Vanillin gibt der Vanilleschote das charakteristische Aroma. Bei der Lebensmittel- und Parfümherstellung, aber auch in der Arzneimittelproduktion ist er einer der am häufigsten eingesetzten Aromastoffe. Mehrere zehntausend Tonnen werden dafür jährlich verwendet. Bisher wird künstlich erzeugtes Vanillin jedoch aus Erdöl hergestellt, wobei giftige Abfälle entstehen. Forscher der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz (JGU) ist es nun gelungen, eine nachhaltige Methode zur Gewinnung des begehrten Aromastoffes zu entwickeln.

Vielseitige Verbundwerkstoffe aus Kaffeesatz

Ob zum Frühstück, nach dem Essen oder einfach zwischendurch: Kaffee ist das beliebteste Heißgetränk der Deutschen. Für 72% der Bundesbürger gehört der belebende braune Trunk zum Alltag. 165 Liter Kaffee werden im Schnitt pro Jahr von jedem Einzelnen konsumiert. Der Kaffeesatz, der dabei übrigbleibt, landet jedoch für gewöhnlich im Abfall. Diesen Reststoff als Rohstoffquelle für neue biobasierte Materialien und Produkte zu nutzen, ist mittlerweile zu einem spannenden Forschungsfeld geworden.

Neue mikrobielle Biofabriken erschließen

Mikroben können mehr – unter dieses Motto könnte man die Fördermaßnahme „Mikrobielle Biofabriken für die Industrielle Bioökonomie“ des Bundesforschungsministeriums stellen. Ziel ist es, bislang nicht industriell genutzte Mikroorganismen zu identifizieren und dahingehend zu optimieren, dass neuartige Produkte oder Prozesse möglich werden. Bakterien aus der Gruppe der Bacteroidetes könnten dieses Potenzial besitzen. Das Projekt „BaPro“ will es jetzt erschließen.

Grüne Verpackungen maßschneidern

Ob Eierboxen, Kaffeekapseln oder technische Verpackungen: Mit innovativen und nachhaltigen Verpackungslösungen will Papacks die Welt etwas grüner machen. Das Team um Gründer und Geschäftsführer Tahsin Dag verfolgt die Vision, Plastik zu vermeiden. Daher setzt das 2013 gegründete Kölner Unternehmen ausschließlich auf natürliche Roh- und Reststoffe, vorwiegend aus der Landwirtschaft, die in einem speziellen Fasergussverfahren zu intelligenten Verpackungen verarbeitet werden.

Neue Impulse für die Elektrobiotechnologie

In der Elektrobiotechnologie untersuchen Forscherteams seit Längerem, wie sich elektrischer Strom aus mikrobiellen Stoffwechselprozessen nutzen lässt. Es ist aber auch denkbar, diesen Strom für die biotechnologische Produktion von sauerstoffsensiblen Enzymen oder Biochemikalien zu nutzen. Der Schlüssel liegt darin, den Sauerstoff aus dem bakteriellen Stoffwechsel zu entfernen. Die Biochemikerin Miriam Agler-Rosenbaum von der Universität Jena erforscht in dem Projekt „e-MICROBe“, wie das gelingen kann.

Neue Biosolarzelle schließt Grünlücke

Seit Millionen von Jahren gewinnen Pflanzen Energie aus der Photosynthese. Dieser komplexe biochemische Prozess wird von zwei großen Proteinen gesteuert: den Photosystemen (PS) I und II. Diese natürlichen Photosynthese-Proteinkomplexe sind auch das Herzstück in Biosolarzellen. Sie ermöglichen die Umwandlung der Energie des Sonnenlichts in chemisch gebundene Energie. Eine besondere Rolle spielt dabei das PSII, das Wasser als Elektronenquelle für die Stromerzeugung nutzen kann. Der Grünanteil des Sonnenlichts war bisher aber nicht nutzbar.

BioEconomy HUB: Zucker statt Erdöl

Der Kohleausstieg ist beschlossen. 2038 sollen Förderung und Nutzung des fossilen Rohstoffs bundesweit ein Ende haben. So hat es die Bundesregierung Anfang Juli im Kohleausstiegsgesetz festgeschrieben. Regionen wie Sachsen-Anhalt und Brandenburg stehen nun vor der Herausforderung, einen Strukturwandel hinzulegen. In Mitteldeutschland soll die Bioökonomie als vielversprechender Wirtschaftszweig den dringend notwendigen Innovationenschub garantieren.

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