Description: Das Projekt "ICBio: Hochselektive Bioaktivierung von Plattformintermediaten: Molekulares Screening, funktionale Überexpression und umweltfreundliche elektrochemische Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Fachbereich Bio- und Chemieingenieurwesen, Lehrstuhl für Biotechnik durchgeführt. Das Projektziel umfasste die Entwicklung eines umweltfreundlichen elektroenzymatischen Verfahrens zur Herstellung verschiedener chiraler Epoxide und Ketone mit hoher Enantiomerenreinheit mittels kofaktorabhängigen Biokatalysatoren. Um dieses Ziel zu realisieren, sollten bekannte Katalysatoren möglichste einfach hergestellt werden, um als 'Shelf-Enzyme' zur Verfügung zu stehen. Außerdem sollten mit Hilfe neuer Screeningsysteme weitere Oxgenaseaktivitäten aus Umweltproben isoliert werden. Durch die Kombination von in silico und in vitro Methoden sollten die Katalysatoren in Ihrer Aktivität und Spezifität verbessert werden, um für die Anwendung interessant zu sein. Modul 1 Biooxidationen- Screeningsysteme zum Auffinden neuer Monooxygenasen für Hydroxylierungs- und Epoxydierungsreaktionen wurden erfolgreich entwickelt, validiert und zur BRAIN AG transferiert. Für die benannten Substrate und Substratklassen wurden Durchmusterungssysteme zunächst im 96-Well-Mikrotiterplatten entwickelt und publiziert (siehe Zwischenbericht). Aus der Stammsammlung der BRAIN AG und unterschiedlichster Umweltproben konnten so etwa 100 Stämme isoliert werden, die auf interessanten Kohlenwasserstoff-Verbindungen wachsen. Zur Identifikation und Isolierung der Volllängen-Gene neuer Monooxygenasen und der heterologen Darstellung der Enzyme wurde eine Genbank vom Isolat HD1106 erstellt. Für das Durchmustern der Metagenombank ist ein Assay in der Entwicklung, welcher auf Doppelemulsionen basiert, die in einem FACS sortiert werden. Diese Arbeiten werden Mitte Mai abgeschlossen sein. Außerdem wurde ein Nachweissystem für Aromatenhydroxylierungen auf der Basis von 4-Aminoantipyrin auf unsere Anwendung adaptiert. Beim Durchmustern von Sättigungsmutantenbibliotheken der Monooxygenase P450 BM3 wurden Varianten mit 8-fach erhöhter Aktivität für Phenoxytoluol aufgefunden. Das Epoxidnachweissystem wurde für die Styrolmonooxygenase StyAB optimiert und in einer ersten Runde der Gelenkten Evolution wurden drei Klone isoliert, die nach wiederholtem Durchmustern im Rohextrakt eine ca. zweifach erhöhte Aktivität zeigten. Der elektroenzymatische Prozess mit der Styrolmonooxygenase als Modellenzym wurde detailliert evaluiert und die grundlegenden Limitationen des Systems identifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass die Regeneration des Kofaktors FAD zum FADH2 hochspezifisch abläuft. Die Hauptproblematik in diesem System besteht im sogenannten 'Sauerstoffdilemma'. Da bedingt durch die Reaktion es nicht in Frage kam, unter anaeroben Bedingungen zu arbeiten, wurde als Alternative ein artifizielles sauerstofftolerantes Deazaflavin synthetisiert und unter unseren Prozessbedingungen getestet. Leider konnte keine nennenswerte Aktivität mit diesen Kofaktor erzielt werden, weshalb nun hauptsächlich an prozesstechnischen Lösungen gearbeitet wird. usw.
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Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Dortmund ? Epoxid ? Genbibliothek ? Anaerobe Bedingungen ? Elektrochemie ? Katalysator ? Enzym ? Keton ? Elektrochemisches Verfahren ? Biochemische Methode ? Biotechnologie ? Chemisches Verfahren ? Evolution ? Produktionstechnik ? Verfahrenstechnik ? Biologische Behandlung ? Umweltfreundliche Technologie ? Biokatalysator ? Chirale ? Chirales Epoxid ? Chirales Keton ? Enantiomerenreinheit ? Hochselektive Bioaktivierung ? ICBio ? Molekulares Screening ? Plattformintermediate ? Sauerstoffdilemma ? funktionale Überexpression ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2004-08-01 - 2007-01-31
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