JuSER - Forschungszentrum Jülich

Diskussion: 2,3-trans-CHA7.2 Diskussion der Arbeiten zum fermentativen Zugang zum 2,3-trans-CHADer fermentative Zugang zum 2,3-trans-CHA wurde von McCormick (McCormick et al. 1962)bis zu einer Konzentration von über 6 g/l beschrieben. Durch die Konstruktion von Stämmenmit der Überexpression der Gene phzD und phzE wurde im Rahmen des CHORUS-Projektes der Zugang zu 2,3-trans-CHA eröffnet. Im Vorfeld der Produktion im 300 Liter-Maßstab wurde der mögliche Produktionsstamm im 2 Liter-Maßstab charakterisiert (Moch2004). Es zeigte sich, dass mit dem E. coli-Produktionsstamm KB532pC27 die höchsteProduktivität erzielt werden konnte.Während der 300 Liter Fed-Batch Fermentation mit dem Stamm KB532pC27 wurden bis zu38 mmol/l Acetat akkumuliert (Abb. 7.2). Die Ursache für die Akkumulation von Acetat ist aufdie nicht ideale Durchmischung des 300 Liter-Bioreaktors zurückzuführen. Eine Limitierungder Sauerstoffkonzentration in dem oberen Bereich des Bioreaktors kann trotz eines pO 2 -Messwertes von 30% nicht ausgeschlossen werden. Das führte sowohl bei der Fermentationvon 2,3-trans-CHA als auch 2,3-trans-CHD zu einer signifikanten Anhäufung derorganischen Säure (Abb. 7.4).Produktbildungsrate [mmol/g/h]Acetat [mmol/l]50403020100,160,120,080,040,002,3-CHAAcetatProduktbildungsrate2,3-CHDdiff. Produktivität [mmol/(l*h)]86422,3-CHA2,3-CHD3,4-CHD00 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Prozesszeit [h]Abb. 7.4:Links: Gegenüberstellung der biomassespezifischen integralen Produktbildungsrate undder maximalen Acetatakkumulation bei der 300 Liter Fed-Batch Fermentation von 2,3-trans-CHA und 2,3-trans-CHD. Rechts: Darstellung der Produktivität während derProduktion im 300 Liter Maßstab von 2,3-trans-CHA, 2,3-trans-CHD und 3,4-trans-CHD.Im Vergleich zu der Produktion von 2,3-trans-CHD konnte bei der Fermentation der-Aminosäure eine 13% geringere biomassespezifische Produktbildungsrate erreicht werden(Abb. 7.4). Die Darstellung der differentiellen Werte, zum Beispiel der Produktivität, zeigte,dass bei der Produktion des CHA-Moleküls ein um ca. 10% höherer Wert errechnet werdenkonnte. Die geringeren integralen Werte können mit einer längeren lag-Phase verbunden miteiner späteren IPTG-Induktion erklärt werden.105