Das Projekt "Aktivierung von aromatischen Azo- und Nitroverbindungen für den aeroben mikrobiellen Abbau: Bildung dioxygenasefähiger Aminoaromaten durch Gratisreduktion (Phase II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Aerob schwer abbaubare Azofarbstoffe können unter anaeroben Bedingungen leicht zu den entsprechenden Aminoverbindungen reduziert und so für einen anschließenden oxidativen Abbau verfügbar werden. Hierzu stehen drei biologische Systeme zur Verfügung: Die anaerobe Azoreduktion durch das Naphthalinsulfonsäure verwertende Bakterium Stamm BN6, verschiedene neu isolierte Bakterien, die durch einen noch ungeklärten Mechanismus Azofarbstoffe auch unter aeroben Bedingungen entfärben und ein kloniertes und hochexprimiertes Protein mit Azoreduktaseaktivität. Diese drei Systeme sollen hinsichtlich ihrer Substratspezifität und Leistungsfähigkeit miteinander verglichen werden. Die Möglichkeit einer Optimierung der Reaktion durch Übertragung der klonierten Azoreduktase auf den Stamm BN6 soll überprüft werden.
Das Projekt "Abbau von sulfonierten Azofarbstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. Azofarbstoffe stellen die mengenmaessig wichtigste Klasse an Farbstoffen dar. Jaehrlich werden mehrere hunderttausend Tonnen dieser Farbstoffe produziert und fuer die Faerbung von Papier, Leder, Textilien und anderen Artikeln verwendet. Die meisten industriell eingesetzten Azofarbstoffe enthalten neben der Azobindung 1-3 Sulfonsaeuregruppen und sind unter aeroben Bedingungen biologisch nicht abbaubar. Im Institut fuer Mikrobiologie wird daher versucht, eine Spaltung der Azobindung durch anaerobe Reduktion zu erreichen und diese anaerobe Vorbehandlung mit einem nachfolgenden aeroben Abbau der entstandenen sulfonierten Aminoaromaten zu verbinden. Hierdurch konnte an verschiedenen Modellverbindungen eine Mineralisierung sulfonierter Azofarbstoffe gezeigt werden. Die Kopplung der anaeroben und aeroben Verfahren wurde einerseits mit immobilisierter Biomasse in einem Bioreaktor oder mit suspendierten Zellen durch einen zweistufigen Anaerob/aerob-Prozess erreicht. Die Steigerung der anaeroben Reduktionsraten durch die Zugabe von redoxaktiven Chinonen wird derzeit eingehend untersucht, mit dem Ziel, die Raum-Zeit-Ausbeuten bei dem anaeroben Reduktionsprozess zu erhoehen. Des weiteren wird versucht, die Faehigkeit einiger hochgradig adaptierter Bakterien zur aeroben Reduktion von Azofarbstoffen zu nutzen, indem die Azoreduktasen kloniert und mittels genetischer Techniken fuer den Abbau industriell relevanter Azofarbstoffe optimiert werden sollen.