Enzyme – die Supertalente der Bioindustrie
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- Das Enzym Cas9 im 3D-Modell: das Protein ist das molekulare Skalpell der programmierbaren Genschere CRISPR-Cas9. Quelle: NIH 3D Print Exchange, National Institutes of Health
Enzyme sind die unsichtbaren Stars der biobasierten Wirtschaft. Die Biokatalysatoren ermöglichen und steuern biochemische Reaktionen - ohne die Eiweißmoleküle gäbe es kein Leben. Enzyme lassen sich als Spezialwerkzeuge nutzen, um biobasierte Produkte umzubauen, abzubauen oder zu veredeln. Damit sind Enzyme unverzichtbare Helfer in der Lebensmittelherstellung, aber auch in technischen Anwendungen der Chemie-, Pharma- und Papierindustrie übernehmen die Multitalente zentrale Aufgaben. Aus Waschmitteln sind Enzyme nicht wegzudenken. Die molekularbiologische Forschung und viele gentechnische Verfahren wären ohne Enzyme nicht möglich. Das Dossier beleuchtet die enorme Anwendungsvielfalt der Enzyme und ihr Potenzial für die Bioökonomie.
Landwirtschaft: Futter besser verwerten
Als Zusatz in Futtermitteln verbessern die Enzyme Phytase und Xylanase die Verwertung der Nahrung durch die Nutztiere. Zum Beispiel die Phytase: das Enzym sorgt dafür, dass Tiere Phosphor aus Pflanzen besser aufnehmen können. Nicht-Wiederkäuer wie Schweine und Geflügel sind nicht in der Lage, den in der pflanzlichen Nahrung enthaltenen lebensnotwendigen Nährstoff Phosphor zu erschließen. Deshalb müssen die Phosphorverbindungen durch die Bauern extra zugefüttert werden.
Doch Phosphor ist eine knappe Ressource. Der überschüssige Phosphor landet wiederum in der Gülle und belastet die Umwelt. Durch den Zusatz von Phytase im Futter kann auf die Zufütterung von Phosphat verzichtet werden, der Phosphor aus der Nahrung wird verfügbar. Gleichzeitig sinkt die Phosphatbelastung der Umwelt bei der Düngung mit Gülle. Mithilfe biotechnologischer Verfahren ist es inzwischen möglich, das Enzym Phytase durch Schimmelpilzkulturen der Gattungen Aspergillus oder Trichoderma in großem Maßstab herzustellen.
