Modellregion, Bio4MatPro: BoostLab 6-1 - EnzyPol, Enzymatische Alternativen für Kobalttrockner, TP 3

Abstract

Das geförderte Projekt „EnzyPol – Enzymatische Alternativen für Kobalttrockner“ wurde im Rahmen der Projektförderung des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) innerhalb der Modellregion Rheinisches Revier im Projektcluster Bio4MatPro durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens war die Entwicklung biotechnologischer Alternativen zu kobaltbasierten Trocknungsbeschleunigern, die in großen Mengen bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen, Lacken und Beschichtungen eingesetzt werden. Aufgrund der Einstufung von Kobalt als gesundheitlich bedenklicher Stoff sowie seiner begrenzten Verfügbarkeit besteht ein hoher Bedarf an nachhaltigen und sicheren Ersatztechnologien. Im Teilvorhaben des Forschungszentrums Jülich lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung und Optimierung biotechnologischer Produktionsprozesse für Peroxidasen in der Hefe Komagataella phaffii. Hierzu wurden automatisierte Hochdurchsatzmethoden für Mikrokultivierung, Enzymanalytik und Bioprozessentwicklung etabliert. Die entwickelten Methoden ermöglichten eine schnelle und reproduzierbare Charakterisierung von Produktionsstämmen und Prozessbedingungen sowie eine deutliche Beschleunigung der Prozessentwicklung. Ein wesentlicher Schwerpunkt war die Entwicklung automatisierter Analyseverfahren zur Bestimmung von Peroxidaseaktivität, Proteinkonzentration und Biomassebildung. Durch die Integration robotergestützter Assays konnten Analysezeiten deutlich reduziert und gleichzeitig Reproduzierbarkeit und Datendichte erhöht werden. Darüber hinaus wurde ein skalierbarer Produktionsprozess entwickelt, der erfolgreich vom Mikromaßstab bis in den Laborbioreaktor übertragen werden konnte.