Aus Kohlendioxid Futter-Aminosäuren herstellen
Professor Arne Skerra von der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, gasförmiges CO2 als Grundstoff für die Produktion der Aminosäure Methionin zu verwenden.
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Methionin wird als essenzielle Aminosäure vor allem in der Tiermast eingesetzt. Die heute gängige industrielle Herstellung von Methionin erfolgt in einem sechsstufigen chemischen Prozess aus petrochemischen Ausgangsstoffen, wobei u. a. hochgiftige Blausäure benötigt wird. Im Laufe des bisher verwendeten Prozesses entsteht das technisch unproblematische Zwischenprodukt Methional, das in der Natur als Abbauprodukt von Methionin vorkommt.
„Ausgehend von der Überlegung, dass Methionin in Mikroorganismen von Enzymen unter Abgabe von CO2 zu Methional abgebaut wird, versuchten wir diesen Prozess umzukehren“, erklärt Skerra, Inhaber des Lehrstuhls für Biologische Chemie an der TUM. „Denn jede chemische Reaktion ist im Prinzip umkehrbar, allerdings oft nur unter hohem Einsatz von Energie und Druck.“
Das Grundmuster der neuartigen biokatalytischen Reaktion kann künftig auch Vorbild für die industrielle Herstellung anderer wertvoller Aminosäuren oder von Vorprodukten für Arzneimittel sein. Das Team von Prof. Arne Skerra wird das inzwischen patentierte Verfahren durch Protein-Engineering nun so weit verfeinern, dass es sich für die großtechnische Anwendung eignet.
Damit könnte es zum ersten Mal einen biotechnologischen Herstellungsprozess geben, der gasförmiges CO2 als unmittelbaren chemischen Grundstoff nutzt. Bisher scheiterten Versuche, das klimaschädliche Treibhausgas stofflich zu verwerten, an dem äußerst hohen Energieaufwand, der dazu nötig ist.