Um das Potential der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae zur Herstellung von Bernsteinsäure zu evaluieren, wurden über 25 verschiedene genetisch veränderte Hefestämme reaktionstechnisch in Rührkesselreaktoren untersucht. Zur oxidativen Produktion von Bernsteinsäure aus Glucose standen Hefestämme mit unterbrochenem Citratzyklus, deregulierten Glyoxylatzyklusenzymen und verbesserter Precursorbereitstellung zur Verfügung. Mit geeigneten Deletionen im Citrat-Zyklus konnte S. cerevisiae bis zu 8,5 g L-1 Bernsteinsäure im Zulaufverfahren produzieren. Deletionsstämme mit Überexpressionen im Glyoxylat-Zyklus wiesen bisher nur eine partielle Deregulation dieses Zyklus auf. Die Überexpression eines transkriptionellen Regulationsfaktors erhöhte die Bernsteinsäureausbeute deutlich. Diese reaktionstechnischen Daten stellen die Basis zur weiteren Stammentwicklung der Hefe S. cerevisiae zur Herstellung von Bernsteinsäure dar.
Übersetzte Kurzfassung:
To evaluate the potential of baker's yeast Saccharomyces cerevisiae for the production of succinic acid, more than 25 different genetically engineered yeast strains were analysed by reaction engineering studies in stirred-tank bioreactors. For the oxidative production of succinic acid from glucose, yeast strains with disruptions in the TCA cycle, derepressed glyoxylate cycle enzymes and improved precursor production were available. With appropriate knock-outs in the TCA cycle S. cerevisiae was able to produce up to 8.5 g L-1 succinic acid in fed-batch mode. Disruption strains with overexpressions in the glyoxylate cycle exhibited to date only a partial derepression of this cycle. Succinic acid production was considerably increased by overexpression of a transcriptional regulation factor. The reaction engineering data provide the basis for further strain development of S. cerevisiae for succinic acid production.
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