Das Projekt „Engineering a better-than-nature enzymatic mechanism for biohydrogen production (ENERGASE)“ soll am 1. März 2026 beginnen. Ziel ist die Entwicklung eines künstlichen Enzyms, das bei dem biotechnologischen Verfahren als Katalysator dienen soll. Die sogenannte Energase soll Mikroorganismen ermöglichen, grünen Wasserstoff aus Reststoffen zu produzieren.
Die Energase basiert auf einem bisher unbekannten chemischen Reaktionsprinzip. Sie arbeiten ohne Metallzentren und sollen die Sauerstoffempfindlichkeit natürlicher Hydrogenasen überwinden.
„Es ist ein Problem der natürlichen Hydrogenasen, die sonst für diesen Zweck eingesetzt werden, dass sie empfindlich auf Sauerstoff reagieren“, erklärt Prof. Moritz Kühnel von der Universität Hohenheim. Die Energase soll diese Schwäche überwinden.
Das Enzym kommt ohne Metallzentren aus. Diese Eigenschaft macht es stabiler gegenüber oxidativen Bedingungen. Gleichzeitig soll die katalytische Effizienz erhalten bleiben.
Interdisziplinärer Forschungsansatz
Das neue Verfahren soll eine Alternative zu bestehenden Biokatalysatoren darstellen. Außerdem könnte es die Wettbewerbsfähigkeit biotechnologischer Verfahren gegenüber fossilen Produktionsmethoden erhöhen. Grüner Wasserstoff aus biotechnologischen Prozessen kann zur Reduzierung industrieller Kohlenstoffdioxidemissionen beitragen. Die Verwertung von Abfallstoffen würde zusätzlich Ressourcen schonen und Entsorgungskosten senken.
Das Projektteam vereint Expertise aus synthetischer Biochemie, theoretischer Chemie und anorganischer Chemie. Prof. Hajo Kries und Prof. Johannes Kästner von der Universität Stuttgart arbeiten mit Prof. Moritz Kühnel von der Universität Hohenheim zusammen.
Die Forschenden kombinieren verschiedene Methoden: Computersimulationen, KI-gestütztes Proteindesign und automatisierte Messungen der Enzymaktivität. Mit diesem Ansatz wollen sie das neuartige Enzym entwickeln und optimieren.
Förderung durch Carl-Zeiss-Stiftung
Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert das Projekt im Rahmen ihres Wildcard-Programms mit rund 900.000 Euro. Davon gehen knapp 320.000 Euro an die Universität Hohenheim. Das Programm unterstützt Forschungsvorhaben mit hohem Innovationspotenzial und Mut zum Risiko.
Die Projektlaufzeit erstreckt sich bis zum 29. Februar 2028.
