Die industrielle Anwendung biotechnologischer Prozesse zur Herstellung von Chemikalien ist vor allem aufgrund der hohen Selektivität von Enzymen interessant. Bei Synthesen mit vielen Einzelschritten ist die Nutzung von ganzen Zellen von Vorteil, da somit Isolierung und Aufreinigung von Einzelenzymen entfallen. Allerdings ist dadurch die Produktion des Zielmoleküls in den Gesamtstoffwechsel der Zelle eingebettet. Dies macht ein quantitatives Verständnis der in der Zelle ablaufenden Stoffwechselvorgänge nötig, um den Syntheseprozess zum Zielprodukt zu optimieren.

Zielsetzung dieser Arbeit ist die metabolische in-vivo Analyse von verschiedenen genetisch veränderten Mikroorganismen zur Überproduktion von Metaboliten, um limitierende Schritte im Stoffwechsel im Zulaufverfahren zu identifizieren.

Hierzu sollen mit Zellproben, die aus dem Zulaufverfahren entnommen werden, parallelisierte Kurzzeitanalysen der metabolischen Aktivität dieser Zellen durchgeführt werden. Dabei werden die Stoffwechselleistungen der Zellen bei Vorlage unterschiedlicher Kohlenstoffquellen innerhalb weniger Minuten gemessen (intrazelluläre Kohlenstoffflüsse und Metabolitkonzentrationen). Mit Hilfe thermodynamischer und mathematischer Analysen der gemessenen Stoffwechselleistungen sollen limitierende Stoffwechselabschnitte identifiziert werden.