L-Fucose ist ein seltenes Monosaccharid und gehört zu den essentiellen Zuckerarten. L-Fucose ist von großer Bedeutung als Bestandteil von Glycoproteinen u. a. im Gehirn, wo der Zucker eine wichtige Rolle in der neuronalen Zell-Kommunikation spielt. Die ererbte Leukozyten Adhäsions Defizienz II, welche durch fehlende L-Fucose-enthaltene Zuckerstrukturen u.a. zu einem erhöhten Infektionsrisiko führt, kann durch orale Gabe von L-Fucose effizient therapiert werden.  L-Fucose wird darüber hinaus als Ausgangssubstanz in der Herstellung verschiedener pharmazeutischer Produkte eingesetzt. Außerdem wirkt L-Fucose präbiotisch, da sie von symbiontischen Darmbakterien verstoffwechselt wird und somit deren Wachstum fördert.

Lange Zeit wurde L-Fucose aus Braunalgen gewonnen, was aufgrund des geringen Gehalts und der geringen Effizienz (1 kg L-Fucose lässt sich aus etwa 40 t Seetang gewinnen) mit einer erheblichen Belastung mariner Ökosysteme einhergeht. Alternative chemische Syntheseprozesse beinhalten den Einsatz großer Mengen organischer Lösungsmittel und schwermetallhaltiger Substanzen, so dass diese Prozesse ebenfalls nicht umweltverträglich sind.

Die Jennewein Biotechnologie hat im Rahmen des Projektes ein Verfahren entwickelt, in dem L-Fucose biotechnologisch hergestellt wird. Dabei werden Bakterien eingesetzt, die gentechnisch so verändert wurden, dass sie L-Fucose aus einfachen Kohlenstoffquellen wie Glycerin effizient synthetisieren. In einem fermentativen Prozess wird die von den Bakterien produzierte L-Fucose direkt in das Kulturmedium frei gesetzt, was die Abtrennung des Produktes sehr erleichtert. Dieser Fermentationsprozess lässt sich problemlos im industriellen Maßstab umsetzen, was die Produktion auch im Tonnenmaßstab erlaubt. Die L-Fucose kann anschließend direkt aus dem wässrigen Kulturüberstand gewonnen werden und in verschiedenen Prozessschritten, welche weitestgehend auf den Einsatz von organischen Lösungsmitteln verzichten, bis zur Reinheit aufgearbeitet werden.

Mit der Umsetzung dieses neuen, fermentativen Verfahrens konnte erreicht werden, dass die Herstellung von L-Fucose im Gegensatz zu früher angewendeten Prozessen nicht nur deutlich ökonomischer und vor allem umweltschonender durchgeführt werden kann, sondern L-Fucose auch in wesentlich größeren Mengen für die Anwendung in pharmazeutischen Produkten, in Kosmetikprodukten und präbiotischen Präparaten zur Verfügung steht.

AZ 30813

Projektdurchführung:

Jennewein Biotechnologie GmbH
Maarweg 32
53619 Rheinbreitbach
www.jennewein-biotech.de