Monoterpenoidproduktion in Hefezellen mit nachgestellter, zellfreier, enzymatischer Oxidation

Monoterpenoide sind vielseitige Biomoleküle, die in Medizin, in der Landwirtschaft und in Konsumgütern Anwendung finden. Die tatsächliche Anwendung von Monoterpenoiden ist jedoch nach wie vor selten, da die herkömmlichen Produktionsmethoden im industriellen Maßstab zu aufwendig sind. Hier stellt die mikrobielle Produktion von Monoterpenoiden eine vielversprechende Alternative dar. Jedoch schränken die geringe Verfügbarkeit von Ausgangsstoffen und die komplizierte Expression von Cytochrom-P450-Monooxygenasen (CYPs) und -Reduktasen (CPRs) in den mirkoorganismen ihr Potenzial derzeit ein. Wir überwinden diese Hürden, indem wir die Verfügbarkeit von Ausgangsstoffen in S. cerevisiae und Y. lipolytica durch umfangreiches Metabolic Engineering und Kompartimentierung erhöhen, sowie die CYP-Expression durch den Aufbau eines zellfreien, elektrisch betriebenen Systems umgehen. Als Proof-of-Concept werden wir das Monoterpenoid Verbenon herstellen, das nachweislich Wälder vor Borkenkäferinvasionen schützen kann. Darüber hinaus wird unser Projekt eine anpassungsfähige Plattform für die Produktion von Monoterpenoiden schaffen, die den weiteren Einsatz von Monoterpenoiden in unerforschten Gebieten ermöglicht.