Herstellung natürlicher Aromen

Im Zentrum dieser in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner durchgeführten Untersuchungen stehen durch Bakterien katalysierte Biotransformationen von Stoffwechselprodukten aus Pflanzen zu Vanillin. Die Abbauwege von Eugenol und Ferulasäure in einem Stamm von Pseudomonas putida und in dem Gram-positiven Bakterium Amycolatopsis sp. sowie weiteren Bakterien zu Vanillin wurden physiologisch, biochemisch und molekulargenetisch untersucht und sämtliche dafür notwendigen Gene wurden kloniert. Durch gentechnische Veränderungen der Produktionsstämme und durch heterologe Expression von Genen in anderen Bakterien wurde die Produktionsrate von Vanillin gesteigert. Biochemische Untersuchungen zum Abbau von Eugenol durch das Enzym Eugenolhydroxylase und physiolosche Untersuchungen zum weiteren Abbau von Vanillin wurden ebenfalls durchgeführt.

Drittmittelgeber:

Haarmann & Reimer (Holzminden)

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. Alexander Steinbüchel, Dr. Horst Priefert, Dipl.-Biol. Sandra Achterholt, Dipl.-Biol. Kerstin Brandt, Dipl.-Biol Jörg Overhage, Dipl.-Biol. Rainer Plaggenborg, Daniela Rehder

Veröffentlichungen:

Overhage, J., A.U. Kresse, H. Priefert, H. Sommer, G. Krammer, J. Rabenhorst, A. Steinbüchel: Molecular characterization of the genes pcaG and pcaH, encoding protocatechuate 3,4-dioxygenase, which are essential for the vanillin catabolism in Pseudomonas sp. strain HR199, Appl. Environ. Microbiol. 65:951-960, 1999

Overhage, J., H. Priefert, J. Rabenhorst, A. Steinbüchel: Biotransformation of eugenol to vanillin by a amutant of Pseudomonas sp. strain HR 199 constructed by disruption of the vanillin dehydrogenase (vdh) gene, Appl. Microbiol. Biotechnol. 52:820-828, 1999

Overhage, J., H. Priefert, A. Steinbüchel: Biochemical and genetic analysis of the ferulic acid catabolism in Pseudomonas sp. strain HR199, Appl. Environ. Microbiol. 65:4837-4847, 1999

Priefert, H., J. Overhage, A. Steinbüchel: Identification and molecular characterization of the eugenol hydroxylase genes (ehyA/ehyB) of Pseudomonas sp. strain HR199, Arch. Microbiol. 172:354-363, 1999

Reinecke, F., A. Steinbüchel: Thaumatin, ein Protein mit der 100.000fachen Süßkraft von Saccharose, und andere Süßstoffe, Chemie in Labor und Biotechnik 50:404-409, 1999

Achterholt, S., H. Priefert, A. Steinbüchel: Identification of Amycolatopsis sp. strain HR167 genes involved in the bioconversion of ferulic acid to vanillin, Appl. Microbiol. Biotechnol. 54:799-807, 2000

Rabenhorst, J., A. Steinbüchel, H. Priefert, J. Overhage: (Anmelder: Haarmann & Reimer) Construction of production strains for producing substituted phenols by specifically inacrivating genes of the eugenol and ferulic acid catabolism. International Patent Application (October 20, 1999), Offenlegungsschrift WO00/26355 (May 11, 2000)

Rabenhorst, J., A. Steinbüchel, H. Priefert, J. Overhage: (Anmelder: Haarmann & Reimer) Konstruktion von Produktionsstämmen für Herstellung von substituierten Phenolen durch gezielte Inaktivierung von Genen des Eugenol- und Ferulasäure-Katabolismus. Deutsche Patentanmeldung (October 31, 1998) Offenlegungsschrift DE 19850242 A1 (May 4, 2000)

Plaggenborg, R.: Isolierung und Charakterisierung von Ferulasäure-verwertenden Bakterien, Diplomarbeit Universität Münster, 2000