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LIKAT-Leibniz Institut für Katalyse
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Das Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) in Rostock ist ein außeruniversitäres Forschungsinstitut mit Schwerpunkt auf der Entwicklung und Anwendung katalytischer Verfahren. Die Forschung umfasst insbesondere homogene und heterogene Katalyse, Biokatalyse, nachhaltige Syntheseverfahren, Reaktionstechnik, Membranverfahren sowie die Herstellung und Funktionalisierung von Polymeren. Ein wesentlicher Teil der Arbeiten befasst sich mit der Umwandlung nachwachsender Rohstoffe und biobasierter Ausgangsstoffe in höherwertige chemische Produkte und Materialien.
Ein konkreter Bezug zu Proteinen besteht über die Biokatalyse. Am LIKAT werden Enzyme als biologische Katalysatoren eingesetzt und enzymatische Reaktionen hinsichtlich Reaktionsführung, Produktabtrennung und technischer Umsetzung untersucht. Damit bestehen Kompetenzen an der Schnittstelle von Proteinen als Biokatalysatoren, chemischer Synthese und Verfahrenstechnik.
Darüber hinaus bearbeiten LIKAT-Arbeitsgruppen chemische Fragestellungen zu Aminosäuren, Aminosäurederivaten und Peptiden. Diese Stoffklassen sind sowohl Bestandteile biologischer Systeme als auch chemische Ausgangsstoffe für die Herstellung funktioneller Moleküle. Untersuchungen umfassen beispielsweise enzymatische Synthesen sowie katalytische Transformationen von Aminosäure- und Peptidstrukturen.
Für proteinbezogene Wertschöpfungsketten ist zudem das Downstream Processing relevant. Das Institut verfügt über Erfahrungen mit Extraktions-, Trenn- und Membranverfahren für biotechnologisch erzeugte Produkte. Dazu gehören beispielsweise die Aufarbeitung von Aminosäuren und anderen Produkten aus Fermentationsprozessen.
Ein weiterer, für die Betrachtung von Proteinwertschöpfung besonders relevanter Kompetenzbereich ist die Polymer- und Materialchemie, z.B. für biobasierte Polymere und Klebstoffe. Das LIKAT entwickelt katalytische Verfahren zur Herstellung funktioneller Polymere und untersucht deren Eigenschaften für Anwendungen beispielsweise in Klebstoffen, Beschichtungen und Dichtstoffen.
Ein konkretes Beispiel ist das europäische Verbundprojekt GreenSolRes. Hier wurden lignocellulosebasierte Reststoffe zunächst katalytisch zu Lävulinsäure und deren Derivaten umgesetzt. Daraus wurden polymerisierbare Bausteine hergestellt und zu funktionellen Polyestern weiterverarbeitet. Ein am LIKAT entwickeltes Polymer wurde gemeinsam mit Industriepartnern, darunter Henkel, hinsichtlich seiner Eigenschaften für temperatursensitive Klebstoffanwendungen untersucht.
Die Arbeiten dokumentieren Kompetenzen der Einrichtung in der Prozesskette
biogener Rohstoff → katalytische Umwandlung → chemischer Baustein → Polymer → funktionelles Material z.B. Klebstoff.
Diese Kompetenz ist von Interesse, wenn protein- oder aminosäurehaltige Nebenströme künftig nicht nur als Nahrungs- oder Futtermittelrohstoff, sondern als Ausgangsmaterial für funktionelle biobasierte Materialien untersucht werden sollen.