Wien (TU). – Während des zweiten Weltkrieges wurde auf den Salomon-Inseln im Südpazifik ein Pilz entdeckt, der Baumwolle, beispielsweise die Kleidung und Zelte der Soldaten auffraß. Aufgrund dieser seltenen Eigenschaft wird Trichoderma reesei seit den siebziger Jahren für die Herstellung von Enzymen zum Abbau von Zellulose eingesetzt. Pflanzenmaterialien bestehen aus Lignozellulose, einer Kombination aus Lignin und Zellulose. Bei Treibstoffen wie Bioethanol wandeln die Enzyme des Pilzes Zellulose in Glucose (Stärke, Zucker) um. Dieser Prozess wird in der Industrie zwar bereits eingesetzt, ist jedoch noch verbesserungswürdig. Ziel wäre es aus pflanzlichen Reststoffen wie Stroh oder Holzreste Biokraftstoffe erzeugen zu können. Professor Christian Kubicek vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften der TU Wien: „Bioethanol aus stärkehältigen Lebensmitteln wie Kartoffeln, Mais oder Zuckerrohr ist – nicht zuletzt wegen der Konkurrenzsituation zum Lebensmittelmarkt - in ein ungünstiges Licht gerückt. Durch die Entschlüsselung des Genoms von Trichoderma reesei kann dessen Enzymsystem, mit dem Lignozellulose bisher abgebaut wurde, nun durch Einbringung entscheidender Komponenten aus anderen Organismen verbessert werden.“

Das Genom des Schimmelpilzes konnte Kubicek in einer gemeinsamen Arbeit mit Projektassistentin Dr. Monika Schmoll und zahlreichen weiteren ForscherInnen in der Maiausgabe der Fachzeitschrift „Nature Biotechnology“ publizieren. „Aufgrund der Genomsequenz können wir jetzt feststellen, wie das Enzymsystem des Pilzes für industrielle Anwendungen verbessert werden kann. Ungewöhnlich ist, dass dieser Pilz ein sehr kleines Genom hat, ungefähr um 2000 Gene weniger als seine nächsten Nachbarn. Damit liegt also die Idee nahe, aus verwandten Pilzen oder anderen Organismen zusätzliche Enzyme einzubringen. Dann würde dieser Cocktail, der schon sehr effizient ist, um weitere Komponenten bereichert, die dann wirklich den Abbau der Lignozellulose beträchtlich verbessern können“, so Schmoll. Der Pilz bildet pro Liter circa 60 bis 70 Gramm an Enzymen. Gelingt es den Zelluloseabbau mit weniger Material, in einer kürzeren Zeiteinheit und ohne Abfallprodukte zu bewerkstelligen, wäre dies eine entscheidende Verbesserung.

Mit der Weiterentwicklung des Enzymcocktails soll der großflächigen Produktion von auf Stärke basierendem Ethanol entgegengewirkt werden. Die Herstellung von Treibstoffen aus Lebensmitteln hat zu Preissteigerungen am Markt geführt, die Grundnahrungsmittel wie Brot und Reis teurer werden ließen. Der Abbau von Lignozellulose und die Umwandlung in Glucose auf enzymatischen Weg wären eine Alternative dazu.

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Rückfragehinweis:
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Christian P. Kubicek
Projektass. Dipl.-Ing. Dr. Monika Schmoll
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