Das Projektziel von BioProNuk ist Entwicklung von Reaktoren für Enzymkaskaden als Syntheseplattform für die Herstellung von Nukleotidzuckern im Multi-Gramm- bis Multi-100g-Maßstab aus nachwachsenden Rohstoffen. Dabei stehen die Nukleotidzucker UDP-GalNAc, UDP-GlcNAc, UDP-GlcA, UDP-Gal, GDP Fuc, NDP-Glc, N = U, C, dT, A, im Fokus.
Die angestrebten Enzymkaskaden basieren auf einfachen Zuckern aus Stoffströmen von nachwachsenden Rohstoffen, Saccharose und Polyphosphat. Die Enzymkaskaden für Nukleotidzucker wurden bereits durch den Partner Lehr- und Forschungsgebiet Biomaterialien an der RWTH Aachen Universität etabliert. Durch ein wiederholtes Batch-Verfahren können bis zu 14 Nukleotidzucker bereits im Gram-Maßstab produziert werden. Dieses Verfahren hat jedoch noch nicht den technischen Reifegrad und die Wirtschaftlichkeit für eine industrielle Synthese und ist zudem sehr arbeitsintensiv.
Für den Sprung auf das nächste wirtschaftliche Produktionsniveau, stehen in diesem Projekt 1. Regenerierung der teuren Kofaktoren, 2. Verbesserung der Kaskadenenzyme durch gerichtete Evolution und 3. Entwicklung eines Enzymreaktors im Fokus.