Verfahren zur phosphatfreien ATP-Regeneration

aus Saccharose und Pyrophosphat

Herausforderung

In der Biotechnologie findet Adenosintriphosphat (ATP) eine breite Anwendung in der Synthese von Feinchemikalien, Pharmazeutika und Biopolymeren durch Biotransformation und Biokatalyse. Da hohe Konzentrationen an ATP und dessen Nebenprodukt Adenosin-Diphosphat (ADP) den Substratumsatz in vielen biokatalytischen Prozessen limitieren, wird die Regeneration von ATP angestrebt. Dadurch werden die Konzentration und die Gesamtmenge an ATP reduziert und Kosten eingespart. Aktuelle ATP-Regenerationssysteme sind limitiert durch eine arbeits- und kostenaufwendige Produktaufarbeitung oder den Einsatz instabiler Phosphatdonoren.

Lösung

Mit unserem Verfahren werden die energiereichen Verbindungen Pyrophosphat (PPi) und Saccharose genutzt, um ATP aus ADP zu generieren. Dazu werden ADP und Saccharose von dem Enzym Saccharose-Synthase genutzt, um ADP-Glukose (ADP-Glc) und Fruktose zu bilden. ADP-Glc wird anschließend mit PPi zu ATP und Glukose-1-Phospat mit dem Enzym ADP-Glucose Pyrophosphorylase umgesetzt. PPi muss dabei nicht dem System zugeführt werden, sondern kann aus jeder PPi-generierenden Reaktion genutzt werden.

Vorteile

• Regenerationssystem auf der Basis von preiswerten Rohstoffen
• PPi wird wieder in den Prozess zurückgeführt
• ATP-abhängige Enzymkaskaden sind stöchiometrisch phosphatfrei
• Vereinfachte Produktaufarbeitung

Status

• Patentstatus: Patentanmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt, sowie Internationale Nachanmeldung bei der Weltorganisation für geistiges Eigentum.
• Entwicklungsstand: Proof of concept und fortschreitende Forschung & Entwicklung

RWTH Aachen University bietet einen Kooperationspartner mit langjähriger Expertise in der Glykobiotechnologie und Biokatalyse und ist auf der Suche nach industriellen Partnern (KMU) zur weiteren Patentverwertung und Produktentwicklung oder Forschungspartnern (Industrie oder Universität) für Entwicklungskooperationen.

RWTH Technology #2387

Fields of application Biotechnologie

Keywords #ATP-Regeneration; #Phosphatfrei #Enzymkaskaden; #Synthese; #Nukleotide