С большинством видео / аудио кодеков, написанных на C для максимальной переносимости, и любыми библиотеками мультиплексирования, написанными на C для скорости работы с большими байтовыми потоками, найти эти функции в чистых библиотеках Python будет сложно.
Если бы вы могли привязать себя только к одному формату кодека / контейнера, вы, вероятно, могли бы перенести что-то на чистый Python, но вам нужна долгая работа, если вы хотите создать что-то столь же разнообразное, как ffmpeg в чистом Python.
Я бы не рекомендовал такого рода задачи для AppEngine, даже с бэкэндами, я думаю, что вы бы ограничивали себя, накладывая это на AppEninge, а также усложняя вашу задачу, чем если бы вы смотрели на альтернативные решения.
Я бы взял себе экземпляр VPS или EC2, создал бы небольшой веб-сервис на ffmpeg и отправлял ему задания из моего основного приложения AppEngine.