FluxProbe - Untersuchungen zur Effizienz von isolierten Ganzzellbiokatalysatoren

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Schmid
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251124697

Ganzzell-Biokatalysatoren sind dank ihrer unerreichten chiralen und positionellen Selektivität leistungsfähige Werkzeuge für organische Synthese. Doch wie trägt die minimale katalytischen Einheit, die einzelnen Zelle, zur Biokatalyse bei? Daten zur Reaktivität einzelner Zellen, sowie das Wissen um Mechanismen welche die zelluläre Funktionalität kontrollieren, sind aufgrund fehlender Analytik nahezu inexistent. In Projekt 7 wird ein chip-gestütztes, analytisches Konzept zur Quantifizierung der katalytischen Leistungsfähigkeit auf Einzelzellebene erstellt. Durch die Integration von mikrofluidischen Bioreaktortechnologien und miniaturisierter Analytik für die Massenspektrometrie biokatalytischer Produkte, kann erstmalig die zustandsabhängige katalytische Leistung einzelner Zellen quantitativ bewertet werden. Die katalytischen Produkte werden jedoch nicht nur quantifiziert, sondern mit stabilen Isotopen angereichert, um als metabolische Sonde ("Flux probe") zu dienen. Mittels massenspektrometrischer Analyse der Isotopenmarkierung in den Produktmolekülen kann die katalytische Funktion des metabolischen Netzwerks bestimmt und somit Verbindung des metabolischen Status mit der Reaktivität und extrazellulären Reaktionsbedingungen aufgedeckt werden. Die Machbarkeit des „Flux probe“-Konzepts wurde bereits durch Schlüsselexperimente in Zusammenarbeit mit der WG Belder bestätigt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2177: Integrierte chemische Mikrolaboratorien (In-CheM)