Hefeartige Basidiomyceten als Produzenten von Biodetergenzien
Viele Mikroorganismen sezernieren hochwirksame Biodetergenzien. Diese Stoffe dienen zur Anheftung an hydrophobe Oberflächen, zur Erschließung wasserunlöslicher Nahrungsquellen und zur Abwehr konkurrierender Mikroorganismen. Wir konnten in den letzten Jahren die Biosynthese zweier unterschiedlicher Glycolipide in dem Basidiomyceten Ustilago maydis aufklären. In diesem Projekt sollen neuartige Biodetergenzien durch das Screening vieler bislang nicht untersuchter Pilzspezies identifiziert werden. Durch die Charakterisierung der beteiligten Gene sollen die Biosynthesewege der entsprechenden Biodetergenzien aufgeklärt werden. Durch gezielte Veränderung bestimmter Gene soll eine Erhöhung der Produktivität, beziehungsweise eine Entkopplung von bestimmten Wachstumsbedingungen erreicht werden. Durch die Isolierung natürlich vorkommender Varianten der bereits bekannten Synthesegene soll das Substanzspektrum dieser Verbindungen deutlich erweitert werden. Die Aufklärung der Biosynthesewege und Identifizierung der beteiligten Gene in verschiedenen Stämmen erlaubt die Steigerung der Ausbeute durch heterologe Expression in Produktionsstämmen, die durch metabolisches Engineering weiter optimiert werden können.
Vorgesehen ist in Zusammenarbeit mit den Gruppen von M. Piepenbring und G. Kost ein breit angelegtes Screening von hefeartigen Basidiomyceten, insbesondere von Brandpilzen. Diese sollen auf die Produktion von Biodetergenzien überprüft werden. Dies geschieht durch qualitative und quantitative Messung der oberflächenaktiven Wirkung der von den Pilzen sezernierten Stoffe. Die Strukturaufklärung der Glycolipide neuartiger Produzenten soll durch chromatographische und massenspektrometrische Analyse in Zusammenarbeit mit den AGs Bode und Boles erfolgen. Anschließend sollen die Gene für interessante Sekundärmetabolitsynthesewege sollen anschließend charakterisiert werden. Dabei ist es von Vorteil, dass alle bisher bekannten pilzlichen Biosynthesegene für Glycolipide in Form größerer Gencluster vorliegen. Durch heterologe Expression der Gene in der Bäckerhefe oder in U. maydis soll die Funktion neuer Enzyme charakterisiert werden. Metabolisches Engineering ermöglicht darüberhinaus die Bildung neuartiger Varianten der Glycolipide, die entsprechend charakterisiert werden sollen. Die Biodetergenzien produzierenden Stämme sollen zudem auch auf antibiotische Eigenschaften hin untersucht werden und für einen möglichen Einsatz als Biocontrol-Organismen im biologischen Pflanzenschutz getestet werden.
Kontakt: AG Prof. Dr. Bölker
