Enzymkatalysatoren für eine biobasierte Produktion

Interview mit Thomas Daußmann von Enzymaster Deutschland über Biokatalyseforschung

  • Hochspezifische Enzymkatalysatoren von Enzymaster sorgen für eine nachhaltige und biobasierte Produktion.Hochspezifische Enzymkatalysatoren von Enzymaster sorgen für eine nachhaltige und biobasierte Produktion.
  • Hochspezifische Enzymkatalysatoren von Enzymaster sorgen für eine nachhaltige und biobasierte Produktion.
  • Thomas Daußmann, Enzymaster
  • Die neuen Forschungs- und Entwicklungslabore im 17. und 18. Stock des Gebäudekomplexes in Ningbo konnten 2019 bezogen werden und umfassen nach der Erweiterung eine Gesamtfläche von 3.000 m2.

Enzymaster entwickelt und produziert Produkte für Pharma, Feinchemie und andere Sektoren von der Idee bis hin zur kommerziellen Produktion im Tonnenmaßstab durch die Anwendung proprietärer Enzymtechnologien. Zudem werden auch die entsprechenden Dienstleistungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der Produktidee bis zur Kommerzialisierung im Kundenauftrag angeboten. Dabei bildet die sog. BioEngine-Plattform das Herzstück des Technologieangebots, welches die Entwicklungszeit und die Anzahl benötigter Experimente zur Entwicklung hochspezifischer und innovativer Biokatalysatoren deutlich reduziert. Birgit Megges befragte Thomas Daußmann, Geschäftsführer von Enzymaster Deutschland, zu den Kernkompetenzen und Zielen des noch relativ jungen Unternehmens.

CHEManager: Herr Daußmann, auch wenn Sie Geschäftsführer der deutschen Niederlassung von Enzymaster sind, möchte ich gerne zu Beginn auf die Wurzeln des Unternehmens blicken, das 2013 in China gegründet wurde. Welche Geschäftsidee hatten die Gründer?

Thomas Daußmann: Die Gründer waen ein Konsortium von Wissenschaftlern aus Singapur, Malaysia, Australien, China und Deutschland, die bereits vor 2013 in einem anderen Enzymtechnologie-Unternehmen zusammengearbeitet hatten und sich nach Schließung des Forschungsstandorts in Singapur entschieden hatten, selbst ein neues Start-up-Unternehmen direkt in einem der größten Märkte der Welt, nämlich China, als Sino-Foreign Joint-Venture zu gründen. Bisherige Erfahrungen hatten gezeigt, dass eine erfolgreiche Durchdringung des chinesischen Markts von außerhalb des Landes sehr schwierig ist, gleichzeitig der Binnenmarkt in China aber für Enzymanwendungen rapide wächst und gerade in den jetzigen Zeiten des gesteigerten Umweltbewusstseins eine hohe Attraktivität aufweist. Um allerdings ein Unternehmen in China erfolgreich zu gründen und voranzubringen, ist es unerlässlich, die Unterstützung von lokal ansässigen Unternehmern zu erhalten, die ein funktionierendes Netzwerk mit dem lokalen Regierungsapparat und der chemischen Industrie vor Ort besitzen. Die Geschäftsleitung in China wurde aus diesen Gründen Lv Zhenlin, Eigentümer von Ningbo Medicn Pharmaceutical, übertragen.

In den ersten drei Jahren nach Unternehmensgründung wurde dann weitgehend an der Etablierung der Technologieplattform „BioEngine“ zur Enzymoptimierung unter Nutzung gerichteter Evolutionstechniken gearbeitet sowie der chinesische Binnenmarkt für erste Geschäftsbeziehungen eruiert.

In 2018 wurde dann Enzymaster Deutschland gegründet und in diesem Zuge die internationale Geschäftsausrichtung in den weiteren Fokus des Unternehmens aufgenommen.

Ein Meilenstein in der Entwicklung des Unternehmens war die Markteinführung der bereits erwähnten BioEngine-Plattform. Können Sie diese Plattform und deren Vorzüge kurz erläutern?

 Die BioEngine-Plattform ermöglicht die schnelle und effiziente Entwicklung von hochspezifischen Enzymkatalysatoren für Biotransformationen unter optimalen Prozessbedingungen. Durch den integrierten Einsatz von modernen bioinformatischen Methoden, in-silico Screening genannt, kann ein großer Sequenzraum abgedeckt werden, welcher mit den traditionellen Ansätzen in der Enzymoptimierung nicht erschließbar ist. Dabei findet eine computergestützte rationale Vorauswahl der am besten geeigneten Biokatalysatoren statt, wodurch die Zahl der benötigten Experimente verringert wird und die Entwicklungszeit innovativer Biokatalysatoren mittels unserer BioEngine-Platform verkürzt wird, was gerade in der Pharmaindustrie ein äußerst kritischer Faktor ist.

Worin liegen die heutigen Kernkompetenzen von Enzymaster? Wie sieht Ihr Portfolio aus?

T. Daußmann: Unsere BioEngine-Plattform bildet das Herzstück unseres Technologieangebots, welches die Entwicklungszeit und die Anzahl benötigter Experimente zur Entwicklung hochspezifischer und innovativer Biokatalysatoren deutlich reduziert und sich dabei insbesondere kombinatorischer, bioinformatischer Methoden bedient.

Enzymaster setzt einen deutlichen Fokus auf Forschung und Entwicklung, was sich in einer Quote von ca. 60% Wissenschaftlern in der Gesamtanzahl an mittlerweile gut 100 Mitarbeitern widerspiegelt. Zudem weisen die Gründer und das Management eine langjährige Erfahrung in der Biokatalyse und Directed Evolution auf, so dass Anforderungen im Markt, im Service und der Produktentwicklung optimal umgesetzt werden können. Des Weiteren hält Enzymaster enge Verbindungen, auch in Form von Joint Ventures, mit Produktionspartnern in China, vorwiegend in der Zhejiang Provinz, die eine Chemikalienherstellung bis zum großen Tonnenbereich ermöglichen. Enzymproduktionen werden bis zum 1.000 L Maßstab in unseren eigenen Anlagen durchgeführt.

Unser Produktportfolio erstreckt sich dabei auf meist chirale Zwischenprodukte der Pharmabranche sowie wichtige Bausteine für die Food&Feed-Industrie, aber auch einer ganzen Reihe weiterer Branchen. Im Servicegeschäft erstreckt sich das Portfolio auf die einzelnen Stationen entlang der Produktsyntheseentwicklung mit dem Fokus auf Computer-gestützter Enzym-Screenings und Enzymevolution.

Was können Enzymkatalyse-Technologien Ihrer Ansicht nach in der heutigen Zeit generell leisten?

T. Daußmann: In der heutigen Zeit sind maßgeschneiderte Biokatalysatoren die beste Wahl für die nachhaltige und biobasierte Herstellung von Substanzen für unterschiedlichste Anwendungen wie Pharma- und Agrowirkstoffe, Geruchs- und Geschmacksstoffe, Nahrungsergänzungsmittel wie zum Beispiel Vitamine, Kosmetika und Feinchemikalien. Mit Hilfe der Methode der gerichteten Evolution, die 2018 mit dem Nobelpreis für Frances Arnold von Caltech ausgezeichnet wurde, können Enzyme effektiv optimiert und für immer neue Anwendungen fit gemacht werden. Viele neue Klassen von Biokatalysatoren ergänzen so die chemische Synthese zum Beispiel durch hochselektive C-C Verknüpfungen und regio- und stereo-spezifische Funktionalisierungen, die mit traditionellen Methoden oft nicht möglich sind. Insbesondere können nichtproduktive Syntheseschritte, welche lediglich zum Schützen von funktionellen Gruppen oder zum Aktivieren nichtreaktiver Gruppen dienen, oftmals umgangen werden. Dadurch werden Synthesewege verkürzt und es fallen weniger Nebenprodukte an, was effizientere und ressourcenschonende Herstellverfahren ermöglicht.

Warum ist auf der Suche nach einem Standort in Europa die Wahl ausgerechnet auf Deutschland gefallen?

T. Daußmann: Deutschland, und hier insbesondere auch Düsseldorf mit vielen Industrien im Health-, Home- und Personal-Care-Bereich in unmittelbarer Nachbarschaft, bietet sicherlich einen idealen Standort, um die europäischen Märkte von einer zentralen Stelle aus zu bearbeiten. Auch eine Reihe von Messen und wissenschaftliche Konferenzen finden in Deutschland oder angrenzenden Ländern statt. Das Rheinland mit den Universitäten und Forschungseinrichtungen unter anderem in Köln, Düsseldorf, Jülich und Aachen gilt zudem als Hotspot in der akademischen Biotechnologie-Szene und bietet hervorragende Möglichkeiten für Kooperationen.

Dazu kommt natürlich, dass ich als Gesellschafter von Enzymaster in Ningbo meinen persönlichen Standort sowie ein weitreichendes Netzwerk hier im Rheinland habe.

Welche Aufgaben deckt der deutsche Standort ab?

T. Daußmann: Die deutsche Tochtergesellschaft soll in erster Linie das internationale Geschäft von Enzymaster akquirieren und betreuen. Für eine in China lokalisierte Firma ist es aufgrund von Entfernung, Sprachbarriere und Zeitzonen von großer Bedeutung, dass europäische und amerikanische Kunden von Europa oder Nordamerika aus betreut werden. Bei unseren hochtechnologischen Dienstleistungen ist eine Nähe zum Kunden von großer Bedeutung und schafft eine wichtige Vertrauensbasis für langfristige Kooperationen.

Die deutsche Tochtergesellschaft
soll in erster Linie das internationale Geschäft
von Enzymaster akquirieren und betreuen.“

Welche Märkte bedienen Sie mit Ihrem Angebot branchenbezogen und auch regional betrachtet?

T. Daußmann: Enzymaster hat sich ausgehend von der Expertise der Gründer zunächst mit Schwerpunkt auf den Pharma-Markt fokussiert, aber bereits vor einigen Jahren auch Kunden im Bereich Food & Feed akquiriert, hier sind zum Beispiel beta-Alanin und Vitamin B5 interessante Produkte, die mittels in-house entwickelter Enzymtechnologie bereits im Tonnenmaßstab hergestellt werden. Der Vorteil der Technologie-Plattform BioEngine liegt natürlich darin, dass die Enzymoptimierungsprogramme auch auf alle anderen Märkte, in denen Enzyme eine Rolle bereits spielen oder zukünftig spielen können, ausgerichtet werden können. Aus diesem Grund erweitert Enzymaster derzeit seine Marktpräsenz auch auf andere Bereiche, wie zum Beispiel die Aroma- und Duftstoffindustrie, sowie im Home- und Personal-Care-Umfeld.

In welchen Ansätzen steckt für Sie das größte Entwicklungspotenzial – mit Blick auf die Märkte?

T. Daußmann: Nach unserer Einschätzung ist die Biokatalyse in der Pharmaindustrie sehr gut etabliert, wohingegen in anderen Industrien chemische Verfahren häufig noch die höhere Priorität genießen. Allerdings findet im Zuge der Nachhaltigkeitsdiskussion der Einsatz von enzymatischen Methoden ganz grundsätzlich zunehmend Interesse.

Nach unserer Einschätzung ist die
Biokatalyse in der Pharmaindustrie sehr gut etabliert.“

Im Food-Bereich ist allerdings die GMO-Problematik ein Hemmnis für fermentative Ansätze, hier kann die Biokatalyse mit isolierten Enzymen basierend auf regenerierbaren Ausgangsstoffen eine wertvolle Alternative auf dem Weg zu einer nachhalten „grünen“ Produktionsweise darstellen.

In technologischer Hinsicht steht für uns die Etablierung von neuen Enzymklassen neben den bereits gut aufgestellten Ketonreduktasen und Transaminasen für eine industrielle Anwendung im Fokus. Auch die Integration von künstlicher Intelligenz ist ein wachsendes Thema, um Enzymoptimierungsprogramme noch effektiver und vor allem schneller umzusetzen. Wie schon zuvor erwähnt, spielt der Faktor Zeit für viele Kunden eine eminente Rolle.

Wie sieht die Zukunft von Enzymaster Deutschland aus? Sind weltweit weitere Standorte geplant?

T. Daußmann: Zunächst möchten wir uns weiter auf den Ausbau des Standortes in Düsseldorf und damit die Geschäftsentwicklung in Europa konzentrieren. Dabei sollen auch die bereits oben genannten weiteren Industrien, neben Pharma, für die Biokatalyse-Anwendung gewonnen werden. Zurzeit steht auch die Etablierung von Laboraktivitäten in Europa zur Diskussion, Entscheidungen dazu fallen vermutlich im Laufe des Jahres 2020.

Auch weitere Standorte innerhalb Europas sind nicht ausgeschlossen, man wird aber vermutlich zunächst eher mit lokal ansässigen Mitarbeitern oder Beratern in entsprechenden europäischen Ländern operieren.

Außerhalb Europas planen wir in der ersten Stufe eine engere Zusammenarbeit mit einem Distributor oder Agenten, bevor wir einen weiteren Standort, zum Beispiel in den USA, in Betracht ziehen. Daneben soll auch der schon vorhandene Standort in Singapur weiter etabliert werden, um die dynamisch wachsenden Märkte in Südostasien intensiver zu bedienen.


ZUR PERSON
Thomas Daußmann ist Mitgründer der Enzymaster (Ningbo) Bio-Engineering, Executive VP International Business und Geschäftsführer von Enzymaster Deutschland. Der promovierte Mikrobiologe verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung im Bereich der Biokatalyseforschung und industrieller Anwendung, sowie im Aufbau von Start-ups und entsprechender Tochterunternehmen (Gründer Jülich Fine Chemicals; MD & VP Codexis Laboratories Singapore).

Autor(en)

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Enzymaster Deutschland GmbH
Neusser Str. 39
40219 Düsseldorf

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