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Polymere Tenside: Chemoenzymatische Synthese von Acylpeptiden

Ziel des Verbundvorhabens „Polymere Tenside“ ist es, neuartige Tenside herzustellen, die folgende positive Kriterien vereinen sollen:

  • Produkte auf Basis nachwachsender Rohstoffe (möglichst 100 %)
  • Produkte hergestellt über „grüne“ Reaktionstechnik
  • Produkte von hoher Qualität und Reinheit, die Anforderungen von Kosmetika genügen
  • Produkte, die eine gute biologische Abbaubarkeit aufweisen und keine toxischen Zwischenprodukte akkumulieren für die Anwendung in Wasch- und Reinigungsmitteln sowie in Agro-Formulierungen und als Additive in weiteren technischen Anwendungen

Das Projekt wird in enger Kooperation mit zwei Fraunhofer-Instituten (FhG-IGB und UMSICHT), dem Forschungszentrum Jülich (IBOC und IMET), der TU Dortmund sowie drei Industriepartnern durchgeführt und durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert

Im Rahmen dieses Verbundvorhabens soll in unserem Teilprojekt der Peptidanteil neuartiger Oligopeptid-basierter Tenside durch „random“-Peptidsynthese ausgehend von kommerziell verfügbaren hydrophilen Aminosäuren biokatalytisch aufgebaut werden. Abbildung 1 zeigt die angestrebte Zielstruktur:

Abb. 1

Abb. 1: Darstellung eines Acylpeptids mit ≥2 Aminosäuren (mind. Dipeptid) als polarer bzw. amphoterer Kopfgruppe. Denkbar ist alternativ oder ergänzend zur amidischen Bindung des N-Terminus an Fettsäuren oder Fettsäurechloriden auch eine Veresterung der Carboxylgruppe mit Fettalkoholen oder eine amidische Bindung an Fettamine.

Für die Darstellung der Zielmoleküle ist (fast) ausschließlich der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen vorgesehen (vgl. Tabelle 1).

Tab. 1: Im Projekt verwendete nachwachsende Rohstoffe und deren Herkunft

Haupt-Einsatzstoffe im Projekt Herkunft
Öle und Fette
Fettsäuren/Fettsäurechloride
Fettalkohole/Fettamine
Ölpflanzen (Raps, Sonnenblume, Öllein)
Proteine
Aminosäuren
Andere Synthons
Presskuchen von Ölpflanzen sowie Leguminosen
Mikrobielle Fermentation aus Zucker
Chemosynthetisch, z.T. aus biogenen Aminosäuren

Im Rahmen dieses Teilprojekts werden im Bereich Technische Biologie zwei Promotionsarbeiten durchgeführt.