Wegbauingenieurwesen

Im Allgemeinen umfasst die Wegingenieurwissenschaft die Manipulation genetischer und regulatorischer Prozesse zur Produktion von interessierenden Metaboliten. Diese Prozesse sind chemische Netzwerke, die eine Reihe biochemischer Reaktionen und Enzyme nutzen, die es Zellen ermöglichen, Rohstoffe in für das Überleben der Zelle notwendige Moleküle umzuwandeln. In der Industrie wird die Wegingenieurwissenschaft eingesetzt, um metabolische Prozesse zu optimieren, um Erträge zu steigern oder exogene Metaboliten durch den Einsatz verschiedener Mikroorganismen, wie Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae und Streptomyces-Arten, zu produzieren. Da eine Zelle bestimmte Stoffwechselwege für das Überleben benötigt, müssen Ertragssteigerungen gegen die Überlebensanforderungen abgewogen werden.

Für die Anwendung besteht das Ziel der Wegingenieurwissenschaft darin, Cofaktoren und Währungsmetaboliten auszubalancieren, die Erträge zu verbessern und die Produktsynthese auf die effektivste Weise zu lenken. Daher sind gängige Strategien für die Wegingenieurwissenschaft (i) die Überexpression des Gens, das das geschwindigkeitsbestimmende Enzym des biosynthetischen Weges kodiert, (ii) die Blockierung konkurrierender Stoffwechselwege und (iii) die heterologe Genexpression. Um dies zu erreichen, muss der Stoffwechselweg des Mikroorganismen-Wirts analysiert werden, und die Einschränkungen sowie deren Auswirkungen auf die Produktion der gewünschten Verbindungen sollten bestimmt werden.

Unser Wegingenieurdienst umfasst verschiedene Aspekte auf diesem Gebiet, von der Analyse eines Stoffwechselwegs in ausgewählten Mikroorganismen, der Bestimmung der optimalen genetischen Manipulationen bis hin zum abschließenden Screening und experimentellen Messungen.

Wir bieten eine breite Palette von Dienstleistungen an, die an die spezifischen Bedürfnisse der Kunden angepasst werden können:

• Wegdesign und -auswahl.
• Fluxomics-Analyse und Stammentwicklung.
• Biosynthetische Wege oder genetische Manipulationen.
• Screening und experimentelle Messungen.
• Industrielle Produktion im großen Maßstab.

Abbildung 1. Grafische Übersicht über rechnergestützte und experimentelle Techniken zur Stammentwicklung und Wegingenieurwissenschaft
(Aktuelle Meinungen in der Chemischen Biologie 2015)