Metabolic Engineering von Methylobacterium extorquens zur de novo Synthese von organischen Säuren und Isoprenoiden aus Methanol

Die Substitution von klassischen, mit der Nahrungsmittelproduktion in Konkurrenz stehenden, Substraten wie Glukose durch alternative Kohlenstoffquellen in der Biotechnologie ist sowohl aus ethischer, als auch aus ökonomischer Sicht erstrebenswert. Diese Arbeit beschreibt die Synthese von Bulkchemikalien in Form zweier Dicarboxylsäuren und einer Feinchemikalie in Form eines Sesquiterpens aus dem alternativen Substrat Methanol mit Hilfe genetisch veränderter Stämme des methylotrophen α-Proteobakteriums Methylobacterium extorquens. Dabei wurden insbesondere molekularbiologische Methoden zum Metabolic Engineering des methanolverwertenden Bakterium Methylobacterium extorquens angewandt. Abschließend konnte damit die Synthese zweier Dicarboxylsäurederivate der CoA-Ester Methylsuccinyl-CoA und Mesaconyl-CoA des Ethylmalonyl-CoA Weges in Titern von bis zu 0,65 g/l etabliert werden. Zusätzlich zu diesn Dicarboxylsäuren wurde außerdem die Synthese des Sesquiterpens Alpha-Humulen aus Methanol etabliert. Dabei wurden Konzentrationen von mehr als 1,6 g/l erreicht. Diese kumulative Dissertation beinhaltet außerdem einen Reviewartikel, in dem der verwendete Mikroorganismus M. extorquens in mikrobiologischer, genetischer, biochemischer und auch biotechnologischer Hinsicht ausführlich beschrieben wird. Zudem gibt ein Buchkapitel eine Übersicht über die Verwendung von Methanol in der Biotechnologie.