Flavonoids are a large group of plant secondary metabolites with a variety of biological properties and are therefore of interest to many scientists, as they can lead to industrially interesting intermediates. The anaerobic gut bacterium Eubacterium ramulus can catabolize flavonoids, but until now, the pathway has not been experimentally confirmed. In the present work, a chalcone isomerase (CHI) and an enoate reductase (ERED) could be identified through whole genome sequencing and gene motif search. These two enzymes were successfully cloned and expressed in Escherichia coli in their active form, even under aerobic conditions. The catabolic pathway of E. ramulus was confirmed by biotransformations of flavanones into dihydrochalcones. The engineered E. coli strain that expresses both enzymes was used for the conversion of several flavanones, underlining the applicability of this biocatalytic cascade reaction.

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Das anaerobe gastrointestinale Bakterium Eubacterium ramulus wurde erstmals in einem Einweg‐Beutelreaktorsystem mit 10 L Kulturmedium kultiviert. Im Vergleich zu Standard‐Flaschenkultivierungen mit Hungate‐Technik wurde um den Faktor 25 aufskaliert und die optische Dichte konnte um mehr als das 5fache gesteigert werden. Bei einer 10‐L‐Batch‐Kultivierung im Einweg‐Beutelreaktorsystem wurden 60 bis 70 g Feuchtzellmasse produziert. Zum Vergleich wurde eine 10‐L‐Batch‐Kultivierung in einem Edelstahlrührkessel durchgeführt, die ähnliche Ergebnisse wie das Beutelreaktorsystem hinsichtlich der Feuchtzellmasse und der optischen Dichte zeigte.

Flavonoide stellen eine große Gruppe pflanzlicher Sekundärmetabolite dar und haben eine Vielzahl unterschiedlicher biologischer Eigenschaften. Aufgrund dessen stehen sie im Interesse vieler Wissenschaftler, da sie zu vielen industriell interessanten Verbindungen führen können. Das anaerobe Darmbakterium Eubacterium ramulus kann über einen bislang unbekannten Abbauweg diese Flavonoide verstoffwechseln. Über eine Vollgenom‐Sequenzierung wurden in dieser Arbeit die entscheidenden Enzyme, eine Chalconisomerase (CHI) und eine Enoatreduktase (ERED), identifiziert, kloniert und funktionell sogar unter aeroben Bedingungen exprimiert. Mittels Biotransformation des Flavanons zum Dihydrochalcon konnte der Flavonoid‐Abbauweg bewiesen werden. Der beide Enzyme exprimierende E.‐coli‐Stamm kann für die Umsetzung verschiedener Flavanone eingesetzt werden. Dies unterstreicht die Anwendbarkeit des in dieser Arbeit entwickelten biokatalytischen Systems.

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