Bioprozessoptimierung und Metabolomanalyse zur Proteinproduktion in Bacillus licheniformis

Die vorliegende Arbeit behandelt die Etablierung eines produktionsrelevanten Modellprozesses zur Herstellung der Waschmittel-Protease Subtilisin in Bacillus licheniformis unter Verwendung komplexer Medien-Bestandteile. Durch umfangreiche prozessbegleitende Analytik sowie Metabolomanalysen und inverse Markierungsexperimente kann die Produktbildung detailliert charakterisiert werden. Es kann gezeigt werden, dass die meisten Aminosäuren aus beiden zur Verfügung stehenden Substraten aufgebaut werden, dabei jedoch für einige Aminosäuren nur sehr geringe Konzentrationen vorzufinden sind. Des Weiteren werden zahlreiche prozesstechnische Ansätze in Bezug auf ihren Einfluss auf die Subtilisin-Bildung und Prozessstabilität beschrieben. Darin können positive Auswirkungen durch eine beidseitige pH-Regelung sowie eine Verringerung der Substrat-Konzentrationen festgestellt werden, während für Acetat eine inhibierende Wirkung auf die Produktbildung nachgewiesen werden konnte. Die Substrat-Konzentrationen müssen so eingestellt werden, dass der Bedarf für Biomasse- und Produktbildung gedeckt werden kann, aber die Produktion von Nebenprodukten und Overflow-Metaboliten weitestgehend vermieden wird.