Biosynthese von Safran-Apocarotinoiden

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  Das Safran-Biosyntheseprojekt innerhalb der NGBC-Gruppe Biotec

Safran wird seit der Antike als Gewürz, zur Lebensmittelfärbung und für Anwendungen in der traditionellen Medizin eingesetzt. Heutzutage ist seine medizinische Relevanz in verschiedener Hinsicht erwiesen, sei es zur Anwendung in der Krebstherapie, der Augenheilkunde, als Antioxidans oder als Antidepressivum. Allerdings ist Safran gleichzeitig das teuerste Gewürz der Welt. Die Ernte von der Safranpflanze Crocus sativus erfolgt manuell durch Abtrennung der roten Blütennarben. Etwa 150‘000 Pflanzen werden benötigt, um 1 Kilogramm des Rohsafrans zu erhalten. Aus diesem Grund können die natürlichen Safranquellen nicht die Mengen liefern, welche bezahlbare medizinische Anwendungen der Substanz auf globaler Ebene ermöglichen würden. Folglich ist eine biotechnologische Produktion der wichtigsten Safrankomponenten von großem allgemeinem Interesse.

Das Grundgerüst des Biosynthesewegs der Safran-Apocarotinoide wurde bereits vor einigen Jahren entschlüsselt. Allerdings ist wenig über die beteiligten Enzyme bekannt. Unsere Forschung fokussiert sich auf unterschiedliche Bereiche im Kontext biotechnologischer Safranproduktion. Die Auffindung entsprechendet Enzyme, die an der Synthese der Safrankomponenten beteiligt sind, erfolgt in Kooperation mit der Gruppe von Professor Björn Usadel vom Institut für Botanik und molekulare Genetik an der RWTH Aachen. Zusammen mit der Gruppe von Professor Karl-Erich Jaeger vom Institut für molekulare Enzymtechnologie am Forschungszentrum Jülich und der Universität Düsseldorf werden mikrobielle Chassis entwickelt, in die neu entdeckte und optimierte Enzyme implementiert werden sollen. Die NGBC Nachwuchsgruppe entwickelt mikrobielle Produktionsplattformen, in vitro Konversionssysteme, analytische Protokolle und Hochdurchsatz-Durchmusterungssysteme für die entsprechenden Enzyme.

Innerhalb des Safran-Projekts arbeiten wir zusammen mit…

  • Prof. Dr. Karl-Erich Jaeger / Dr. Thomas Drepper / Dr. Anita Loeschcke – HHU Düsseldorf; Institut für Molekulare Enzymtechnologie (IMET) am Forschungszentrum Juelich)
  • Prof. Dr. Björn Usadel – RWTH Aachen; Institut für Botanik und Molekulare Genetik
  • Abteilung Molekulare Bioökonomie – geleitet von Dr. Anna Joëlle Ruff