Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences
Home> Wirtschaft + Wissenschaft> Archiv>

„Molekulare Fließbänder“ optimieren Rohstoffnutzung in der Bioökonomie

Bioökonomie„Molekulare Fließbänder“ optimieren Rohstoffnutzung

Treib- und Kunststoffe oder Pharmazeutika aus nachwachsenden Rohstoffen zu gewinnen, ist bisher nicht effizient genug. Denn die verwendeten Mikroorganismen können den Rohstoff nur langsam verwerten und produzieren zudem unerwünschte Nebenprodukte. An der Uni Frankfurt ist es jetzt gelungen, die Zuckerverwertung in Bäckerhefe zu optimieren.

sep
sep
sep
sep
Bioökonomie: „Molekulare Fließbänder“ optimieren Rohstoffnutzung

Mikroorganismen wie die Bäckerhefe kann man sich wie eine Miniaturfabrik vorstellen: Rohstoffe wie Zucker werden durch Transporter-Proteine aufgenommen und in einem mehrstufigen Prozess mithilfe von Enzymen umgebaut. Anders als in einer menschengemachten Fabrik werden aber in Mikroben nicht nur die technologisch interessanten Produkte hergestellt, sondern auch viele Nebenprodukte. Das liegt daran, dass verschiedene Enzyme um den Zucker konkurrieren, so dass verschiedene für das Überleben der Zelle wichtige Bausteine entstehen.

Thomas Thomik und Dr. Mislav Oreb vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Goethe-Universität ist es nun gelungen, den Stoffwechsel von Bäckerhefe so zu kanalisieren, dass die Rohstoff-Zucker produktiver genutzt werden. In der aktuellen Ausgabe von Nature Chemical Biology stellen die Frankfurter Forscher einen neuen Mechanismus vor, mit dem die Rohstoffe von Transporter-Proteinen direkt an die erwünschten Enzyme geliefert werden.

Anzeige

Konkurrierende Enzyme gehen leer aus

„Wir haben ein „Scaffold-Protein“ konstruiert, das an das Transporter-Protein bindet und anschließend als eine Andockstation für die gewünschten Enzyme dient. Erkennungscodes, mit dem die Enzyme versehen sind, ermöglichen das Andocken. So entsteht eine Ansammlung von erwünschten Enzymen in der Nähe des Transporters. Dadurch kann die Zelle den Rohstoff wie am Fließband bearbeiten, ohne dass die konkurrierenden Enzyme die Gelegenheit bekommen, ihn umzusetzen“, erklärt Mislav Oreb das Prinzip.

In ihrer Arbeit zeigen die Frankfurter Biotechnologen, dass der Zucker Xylose durch solche „molekularen Fließbänder“ (Transport-Metabolons) effizienter in Ethanol umgewandelt wird, indem die Produktion des unerwünschten Nebenproduktes Xylitol minimiert wird.

„Das zugrundeliegende Prinzip könnte angewandt werden, um aus verschiedenen Zuckern beliebige Produkte wie Biotreibstoffe, Kunststoffe oder Pharmazeutika herzustellen. Das Konzept hat das Potential, die biotechnologischen Prozesse generell ökologisch und wirtschaftlich nachhaltiger zu gestalten, da eine effiziente Zuckerverwertung eine grundlegende Voraussetzung hierfür ist“, erklärt Mislav Oreb die Bedeutung des neuen Verfahrens.

Publikation

Thomas Thomik, Ilka Wittig, Jun-yong Choe, Eckhard Boles und Mislav Oreb: An artificial transport metabolon facilitates improved substrate utilization in yeast, in Nature Chemical Biology.

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

Natürliches und modifiziertes AsqJ. (Bild: TU München)

Computersimulation von EnzymenNeue Optionen für die Wirkstoffherstellung

Ein Forscherteam der Technischen Universität München hat jetzt erstmals den molekularen Mechanismus des Enzyms AsqJ entschlüsselt. Einsatzmöglichkeiten sehen die Forscher beispielsweise in der Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe.

…mehr
Mikrobiologie: Bakterielle Sporen mit „Gedächtnis“

MikrobiologieBakterielle Sporen mit „Gedächtnis“

Bakterielle Sporen speichern Informationen zur individuellen Wachstumsgeschichte ihrer Vorläuferzellen und verfügen somit über ein „Gedächtnis“, das die verschiedenen Phasen des Lebenszyklus von Bakterien miteinander verbindet. Dies hat ein interdisziplinäres Forscherteam um Dr. Ilka Bischofs vom BioQuant-Zentrum der Universität Heidelberg in einer aktuellen Studie gezeigt.

…mehr
Neurologie: Axone: Enzym sorgt für dicke Isolation

NeurologieAxone: Enzym sorgt für dicke Isolation

Schwann-Zellen im peripheren Nervensystem stellen Fettsäuren zu einem großen Teil selbst her, um Nervenfasern elektrisch zu isolieren. Entscheidend daran beteiligt ist ein Enzym. Fehlt es, ist die Isolation mangelhaft, und die Motorik wird geschädigt.

…mehr
Synergien mit Tochtergesellschaft AnalytiCon Discovery: BRAIN gründet US-Tochterunternehmen

Synergien mit Tochtergesellschaft...BRAIN gründet US-Tochterunternehmen

Zur effektiveren Adressierung der für die BRAIN-Gruppe bedeutenden Märkte in Nordamerika hat die BRAIN AG mit Sitz in Zwingenberg das US-amerikanische Tochterunternehmen B.R.A.I.N. Biotechnology Research and Information Network US LLC (kurz: BRAIN LLC) gegründet.

…mehr
Peptid-Wirkstoffe aus dem Baukasten: Mit Enzym-Design ans Ziel

Peptid-Wirkstoffe aus dem BaukastenMit Enzym-Design ans Ziel

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid-Synthetasen (NRPS), eine Schlüsselrolle. Biotechnologen der Goethe-Universität ist es jetzt gelungen, diese Enzyme nach eigenen Wünschen zu designen, so dass sie ganz neue Naturstoffe erzeugen können.

 

…mehr
Anzeige

Mediadaten 2018

LABO Einkaufsführer

Produktkataloge bei LABO

Produktkataloge zum Blättern


Hier finden Sie aktuelle Blätter-Kataloge von Herstellern aus der Branche. Einfach durchblättern oder gezielt nach Stichwort suchen!

Anzeige

LABO Web-Guide 2016 als E-Paper

LABO Web-Guide 2016

Web-Guide 2016


- Stichwortregister

- Firmenscreenshots

-Interessante Webadressen aus dem Labor

Anzeige

Neue Stellenanzeigen

Jetzt den LABO Newsletter abonnieren

LABO Newsletter abonnieren

Der kostenlose LABO Newsletter informiert Sie wöchentlich über neue Produkte, Lösungen, Technologietrends und Innovationen aus der Branche sowie Unternehmensnachrichten und Personalmeldungen.

LABO bei Facebook und Twitter