Forschungsbericht 1995-96
	Institut für Mikrobiologie Corrensstraße 3 D - 48149 Münster Tel.: (0251) 83 - 3 98 20 / 21 Fax: (0251) 83 - 3 83 88 Geschf. Direktor: Prof. Dr. Alexander Steinbüchel

Forschungsschwerpunkte 1995 - 1996 Fachbereich 18 - Biologie Institut für Mikrobiologie Arbeitskreis Prof. Dr. A. Steinbüchel

Biosynthese von Polyestern

Seit ca. 10 Jahren wird in der Arbeitsgruppe die Biosynthese wasserunlöslicher, aus Hydroxyfettsäuren aufgebauten Polyestern (PHF) untersucht. Als Modellorganismen dienten Alcaligenes eutrophus, Pseudomonas aeruginosa, Rhodococcus ruber und zahlreiche anoxygene phototrophe Bakterien wie z.B. Chromatium vinosum. Diese Untersuchungen haben zur Aufklärung von Biosynthesewegen der PHF und zur Entdeckung neuer Bausteine von PHF sowie zur Klonierung und Ermittlung der Primärstrukturen des Schlüsselenzyms PHF-Synthase aus ca. 20 Bakterien beigetragen. Durch Screening nach neuen Wildtypen, durch Verwendung von Mutanten und mit gentechnischen Methoden gelang es, Polyester mit ungewöhnlichen Hydroxyfettsäuren aus einfachen Kohlenstoffquellen verfügbar zu machen. Reststoffe, Kohlen und nachwachsende Rohstoffe sollen für die Produktion dieser Polyester, die als neue, biologisch abbaubare Werkstoffe eingesetzt werden können, erschlossen werden. In Bioreaktoren von 1 bis 20 l Nutzvolumen werden Polymermuster zur Ermittlung der Materialeigenschaften durch hieran interessierte Kooperationspartner produziert. Mit Pflanzengenetikern, die Gene für PHF Biosynthese aus Bakterien in Pflanzen exprimieren und transgene Pflanzen für die Produktion von PHF züchten, wurden Kooperationen aufgebaut. Neuerdings wird auch die Biosynthese eines wasserlöslichen Polyesters aus Äpfelsäure durch eukaryontische Mikroorganismen untersucht.

Drittmittelgeber:

Bundesministerium für Landwirtschaft und Forsten, Bundesministerium für Bildung, Forschung und Technologie, Fonds der Chemischen Industrie, Max-Buchner-Forschungsstiftung, MONSANTO

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. A. Steinbüchel (Leiter), Dr. B.H.A. Rehm, Dr. S. Hein, Dr. B. Füchtenbusch, Dr. M. Liebergesell, Dipl.-Biol. R. Jossek, Dipl.-Ing.V. Gorenflo, Dipl.-Ing. H. Ahlers, Dipl.-Biol. A. Renkert, Dipl.-Biol. K. Brückener, Dipl.-Biol. M. Lahrkamp, Dr. C. Föllner (Universität Leipzig), Prof. Dr. B. Mendez (Universität Buenos Aires, Brasilien), L. da Silva (Sao Paulo, Brasilien), Dr. S. Liu (Chinesische Akademie, Peking)

Kooperationen:

Veröffentlichungen:

Föllner, C.G., S. Müller, A. Steinbüchel, W. Babel (1995): Microbial biosynthesis of poly-3-hydroxybutyric acid by the facultatively methanol-assimilating bacterium Mycoplana rubra B346 wild type and recombinant strains. J. Basic Microbiol. 35:179-188.

Floccari, M.E., N.I. Lopez, B.S. Mendez, U. Pieper-Fürst, A. Steinbüchel (1995): Isolation and partial characterization of Bacillus megaterium mutants deficient in poly(3-hydroxybutyrate) metabolism. Can. J. Microbiol. 41 (Suppl. 1):77-79.

Valentin, H.E., A. Steinbüchel (1995): Accumulation of poly(3-hydroxybutyric acid- co-3-hydroxyvaleric acid-co-4-hydroxyvaleric acid) by mutants and recombinant strains of Alcaligenes eutrophus. J. Environ. Polym. Degrad. 3:169-175.

Steinbüchel, A., H.E. Valentin (1995): Diversity of bacterial polyhydroxyalkanoic acids. FEMS Microbiol. Lett. 128:219-228.

Steinbüchel, A., H. Schmack (1995): Large scale production of poly(3-hydroxyvaleric acid) by fermentation of Chromobacterium violaceum, technical processing and characterization of the homopolyester. J. Environ. Polym. Degrad. 3:243-258

Steinbüchel, A. (1995): PHB and other Polyhydroxyalkanoic acids. In: H. J. Rehm, G. Reed, A. Pühler and P. Stadler (eds.) Biotechnology. Vol. 6, pp. 403-464.

Rodrigues, M.F.A., L. da Silva, , J.G.C. Gomez, H.E. Valentin, A. Steinbüchel (1995): Biosynthesis of poly(3-hydroxybutyric acid co-3-hydroxy-4-pentenoic acid) from unrelated substrates by Burkholderia sp. Appl.Microbiol. Biotechnol. 43: 880-886.

Steinbüchel, A. (1995): Mikrobielle und chemische Synthese von biologisch abbaubaren Polyestern. Bakterien als Quelle für thermoplastisch verformbare Polyester aus Hydroxyfettsäuren. Chemie in unserer Zeit 29:260-271.

Liu, S., A. Steinbüchel (1996): Investigation of poly(b-L-malic acid) production by strains of Aureobasidium pullulans. Appl. Microbiol Biotechnol. 46: 273 - 278

Füchtenbusch, B., Fabritius, D., Steinbüchel, A. (1996): Incorporation of 2-methyl-3-hydroxybutyric acid into polyhydroxyalkanoic acids by axenic cultures in defined media. FEMS Microbiol. Lett. 138:153-160.

Valentin, H.E., A. Schönebaum, A. Steinbüchel (1996): Identification of 5-hydroxyhexanoic acid, 4-hydroxyheptanoic acid and 4-hydroxyoctanoic acid as new constituents of bacterial polyhydroxyalkanoic acids. Appl. Microbiol Biotechnol. 46: 261 - 267.

Steinbüchel, A. (1996): Forscher suchen biologisch abbaubare "Kunststoffe". Ein neues Feld für Ackerbauern. Bauernblatt für Schleswig-Holstein und Hamburg 146:11-13.

Liebergesell, M., A. Steinbüchel (1996): New knowledge about the PHA-locus and P(3HB) granule-associated proteins in Chromatium vinosum. Biotechnol. Lett. 18:719-724.