Project

Productie van bouwstenen voor de chemische industrie in planten

Op dit moment wordt er in biobased economieën vooral gebruik gemaakt van ‘witte biotechnologie’ om groene grondstoffen te maken uitgaande van plantaardige suikers. In dit project wordt de fermentatiestap overgeslagen en wordt in de plant de omzetting gemaakt naar echte groene chemicaliën voor biobased polymeren en materialen.

Op dit moment wordt er in biobased economieën vooral gebruik gemaakt van ‘witte biotechnologie’ om groene grondstoffen te maken uitgaande van plantaardige suikers. In dit project wordt de fermentatiestap overgeslagen en wordt in de plant de omzetting gemaakt naar echte groene chemicaliën voor biobased polymeren en materialen.

Doel

Het ontwikkelen van gewassen die platformchemicaliën (met een waarde van € 1.000/ton) kunnen ophopen. Men spreekt van platform- of bulkchemicaliën omdat deze chemicaliën als een soort basisuitgangsmateriaal dienen voor diverse chemische processen. Het gaat dan om organische zuren en aminozuren die gebruikt kunnen worden als grondstof voor de productie van hoogwaardige chemicaliën. De planten moeten dit produceren naast een andere grondstof (opwaarderen plantenreststromen).

Aanpak

De zetmeelaardappel wordt als modelgewas gebruikt. De genen voor de (over)productie van organische zuren worden uit micro-organismen gecloneerd en in transgene aardappellijn gezet. Door het regelmechanisme van aminozuursynthese aan te passen, produceren de planten een grote hoeveelheid van het aminozuur lysine. Door expressie van een extra microbieel enzym worden biosyntheseroutes gemodificeerd wat de plant aanzet tot de productie van nieuwe bouwsteenchemicaliën: itaconzuur en lysine.

Resultaten

Het gen voor itaconzuursynthese werd uit Aspergillus terreus gecloneerd en geïntroduceerd in aardappel. De aardappellijn is aangepast in de intrinsieke aminozuurproductie voor lysine. Dit heeft geleid tot proof of concept voor itaconzuurproductie in planten die ook veel van het aminozuur lysine produceren. Hierover is een patent gedeponeerd. Tot nu toe werd een productie van itaconzuur in aardappelknol bereikt van 2% van het drooggewicht, naast een productie van 1.5% lysine (gecombineerd met normale zetmeelproductie).

Publicaties

Sustainable production of platform chemicals by crops: lysine and itaconic acid; wetenschappelijke poster gepresenteerd op het 'Metabolomics2010 Congres' te Amsterdam (2010)

Plant Production of chemical building blocks, The Biobased Economy; Koops, A.J., S. Brumbley, Y. Poirier, A. de Laat, E. Scott, J.P.M. Sanders and I.M. van der Meer (2010)

Filmpje

Bekijk YouTube-filmpje ‘Plant maakt itaconzuur op een duurzame wijze’

- Helaas, uw cookie-instellingen zijn zodanig dat de Video niet getoond kan worden - pas uw permissie voor cookies aan