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Found 21 results.

ClassII-peroxidase-sequences from pure cultures (HAI, 2008)

<p>Original data comes from a project which takes or took place as part of the DFG priority program "Exploratories for large-scale and long-term functional biodiversity research". The data is stored together with descriptive metadata, in combination called a dataset, in the project repository (https://www.bexis.uni-jena.de). Species information was extracted from that original dataset. The second paragraph is part of the metadata of the original dataset.</p><p>Leaf litter and other forms of plant litter are beside wood the ubiquitous results of terrestrial plant life. Based on a rough estimate, circa 260 billion tons of plant biomass are annually produced by green plants, which makes about 90 billion tons of cellulose, 50 billion tons of lignin and 50 billion tons of hemicellulose. It has been shown that fungi play an essential role in the carbon cycle of their habitats. They are involved in formation of soil humic matter and soil fine structure. Moreover, fungi (especially agaric) are most likely involved in the breakdown of the most recalcitrant moieties of the plant biomass (lignins and phenolic compounds). Identification of fungal genes and enzymes involved in the decay processes will be crucial for understanding this important ecophysiological process in forests and other ecosystems.</p>

Peroxidasen

Bodenproben werden auf Bakterien hin untersucht, die ungewoehnliche Peroxidasen produzieren. Die Enzyme und ihrer Gene sollen isoliert und charakterisiert werden.

Einsatzmöglichkeiten und Leistungsfähigkeit der Vorwärtsosmose in der Industriewasserwirtschaft

Im Rahmen des Projekts werden die Leistungsfähigkeit und das Betriebsverhaltens der Vorwärtsosmose untersucht, die in Deutschland bisher nicht für die Aufbereitung industrieller Abwässer eingesetzt wird. Dafür wurden Industriebereiche ausgewählt, deren Prozesswässer aus wirtschaftlichen Gründen bisher nicht wiederverwendet oder mit energieintensiven Verfahren aufbereitet werden. Um das breite Anwendungsspektrum im verarbeitenden Gewerbe abzubilden, werden folgende Industriebereiche betrachtet: - Herstellung von Nahrungs- und Futtermitteln, - Herstellung von Papier und Pappe und Waren daraus, - Herstellung von Kraftwagen und Kraftwagenteilen, - Metallerzeugung und -bearbeitung sowie - Herstellung von Metallerzeugnissen. Mit der geleisteten Arbeit wird ein Beitrag zur Technologiebeschreibung und Technologieweiterentwicklung der Vorwärtsosmose für den Einsatz in der industriellen Praxis geleistet, um ein nachhaltiges und ökonomisch vorteilhaftes Verfahren zur industriellen Prozesswasserbehandlung zu etablieren. In Voruntersuchungen werden dafür zunächst Wässer der genannten Industriebranchen untersucht und hinsichtlich potenziell relevanter Parameter für die Vorwärtsosmose analysiert (pH-Wert, Leitfähigkeit, Salzgehalt, Gehalt organischer Inhaltsstoffe, Gehalt an Fouling- und Scalingbildnern (Scaling: Anlagerung von auskristallisierten Salzen an der Membran), Partikelart und -konzentration). Anschließend erfolgt eine Systematisierung dieser Wässer nach den genannten Parametern, um eine für die untersuchten Branchen repräsentative Auswahl an Wässern zur Versuchsdurchführung zu treffen. Diese Wässer dienen im Vorwärtsosmose-Prozess als Feed Solution, wobei die Draw Solution eine kostengünstige, konzentrierte Salz-Lösung ist. Parallel zu den Voruntersuchungen erfolgen Planung, Fertigung und Aufbau einer Versuchsanlage im Labormaßstab. Kernstück ist eine Membrantestzelle zur Prüfung und Charakterisierung unterschiedlicher Membranen sowie zu Eignungsversuchen mit verschiedenen Wässern als Feed Solution. Die anschließenden experimentellen Untersuchungen erfolgen hinsichtlich der eingesetzten Wässer und der eingesetzten Membranmaterialien. Dafür werden die in den Voruntersuchungen charakterisierten Wässer mit kommerziell verfügbaren Vorwärtsosmose-Membranen, herkömmlichen Umkehrosmose-Membranen sowie Neuentwicklungen behandelt. Die Ergebnisse dienen der Beurteilung von Leistungsfähigkeit und Betriebsverhalten der entsprechenden Membranen. (Text gekürzt)

PeroxyMEER - Erweiterung des Spektrums Peroxygenasen-basierter Hydroxylierungen durch eine Kombination von neuen Enzymen, neuem Metagenom-Screening, Enzym-Engineering und Reaktionstechnik

Die selektive Aktivierung von C-H-Bindungen zur Funktionalisierung einfacher Ausgangssubstanzen ist eine chemische Traumreaktion zur Erhöhung der strukturellen Komplexität von Verbindungen in der organischen Synthese. Chemische Methoden für entsprechende Umsetzungen stehen jedoch nur begrenzt zur Verfügung, sodass Biokatalysatoren im Hinblick auf Oxyfunktionalisierungen ein enormes Potential bergen. Dank milder Reaktionsbedingungen, dem Verzicht auf Edel- und Schwermetallkatalysatoren sowie der hohen chemischen Selektivität sind diese biokatalytischen Oxyfunktionalisierungen wirtschaftlich bedeutsam und stellen eine nachhaltige Alternative zu rein chemischen Prozessen dar Obgleich bereits eine ganze Reihe biotechnologisch interessanter Enzyme existiert, die industriell relevante Oxygenierungen katalysieren, können bisher nur wenige Enzyme wegen ihres intrazellulären Vorkommens und komplexer Anforderungen an Kosubstrate und Hilfsproteine technisch eingesetzt werden. Als besonders vielseitige Biokatalysatoren sind in diesem Kontext die Cytochrom-450-Monooxygenasen zu nennen. Die Nutzbarkeit von isolierten P450-Enzymen und anderen Monooxygenasen in der Synthesechemie ist allerdings nur eingeschränkt möglich, da sie häufig schwierig zu isolieren, wenig stabil und ihre Kosubstrate - NADH oder NADPH - teuer sind. In den letzten Jahren wurden hier - unter anderem von den Antragsstellern - mittels Enzym- und Reaktions-Engineering zwar erhebliche Verbesserungen hinsichtlich der technischen Einsetzbarkeit erreicht, durch die Entdeckung der pilzlichen Peroxygenasen steht nun aber ein komplett neues und vielversprechendes Werkzeug für die Synthesechemie zur Verfügung. Die Peroxygenase des Basidiomyceten Agrocybe aegerita (früher AaP, heute AaeUPO) ist das erste extrazelluläre, Aromaten und Alkane oxygenierende Enzym, das die Selektivität von P450-Enzymen mit der Verwendung des günstigen Kosubstrates Wasserstoffperoxid der Peroxidasen vereint. Inzwischen wurden fünf weitere pilzliche Peroxygenasen beschrieben. Diese Enzyme weisen bereits als Wildtyp-Enzyme ein breites Substratspektrum auf. Beispielsweise wurde gezeigt, dass Peroxygenasen unterschiedlichste aliphatische, aromatische und heterocyclische (u.a. schwefelhaltige) Substrate oxidieren und peroxygenieren können. Die im Vorhaben adressierten Peroxygenasen besitzen eine für oxygenierende Biokatalysatoren bisher ungekannte 'Anspruchslosigkeit' und Vielseitigkeit. Damit stellen diese H2O2-abhängigen Enzyme einen idealen Ausgangspunkt dar, um die beschriebenen Probleme bei der Anwendung der P450-Systeme zu umgehen und so neue und effiziente biokatalytische Hydroxylierungsprozesse zu entwickeln.

Photokatalytische in-situ Wasserstoffperoxid-Produktion für die Biokatalyse mit Peroxidasen

Der Einsatz von Biokatalysatoren, beispielsweise Oxidoreduktasen, in der organischen Synthese ermöglicht außerordentlich selektive, somit nachhaltige und umweltschonende chemische Prozesse. Viele Enzyme können bereits in der Industrie eingesetzt werden, meist ist die Nutzung jedoch limitiert durch die notwendigen Cofaktoren. Peroxidasen besitzen den Vorteil, dass ihr Cofaktor, Wasserstoffperoxid, preiswert und einfach herzustellen ist. Eine Herausforderung bei der Verwendung dieser Enzymklasse ist jedoch die Instabilität dieser gegenüber ihrem eigenen Cofaktor Wasserstoffperoxid. Ziel dieses Projektes ist es Peroxidasen mit der jeweils idealen und somit enzymschonenden Konzentration an Wasserstoffperoxid zu versorgen. Hierdurch werden die Enzymstabilität und somit auch TTN (total turnover number) der Reaktion erhöht. Um dies zu erreichen, wird die photokatalytische Wasserstoffperoxid-Herstellung durch Titandioxid und andere Photokatalysatoren unter verschiedenen Bedingungen untersucht. Das optimierte Verfahren wird anschließend mit der Peroxidase zu einem integrierten photobiokatalytischen Prozess kombiniert.

Optimierte Überführung der Cellulose und Hemicellulose von Getreidestroh in Zuckermonomere durch den kombinierten Einsatz der Thermodruckhydrolyse und neuartiger Enzymquellen, Teilvorhaben 3: Cellulose-abbauende Archaea

Um den Aufschluss der Lignocellulose aus Getreidestroh kostengünstiger und effizienter zu machen sollen mikrobieller Enzyme wie Cellulasen, Hemicellulasen, Laccasen und Peroxidasen aus extremophilen Mikroorganismen (vorwiegend Archaea) isoliert werden. Die DSMZ besitzt weltweit die umfangreichste Sammlung extremophiler Mikroorganismen. Das Temperaturoptimum der Cellulaseenzyme dieser extremophilen Organismen liegt oft bei etwa 80 Grad C, was u.a. die Gefahr einer Kontamination mit anderen mesophilen Bakterien reduziert. Dadurch wird sich die Ausbeute an Zucker und damit in Folge auch die Bioethanolproduktion erhöhen. Um das Ziel zu erreichen, wird die DSMZ zunächst extremophile Organismen auf ihre cellulolytische Aktivitäten hin untersuchen und dem Verbundpartner SeqLab zur DNA-Sequenzierung zur Verfügung stellen. Außerdem wird die DSMZ SeqLab bei der Suche nach cellulolytischen Genen, die durch Metagenomanalyse von Umweltproben erhalten wurden, mit ihrer Bioinformatik unterstützen. Die Neuisolate der cellulolytischen Mikroorganismen werden von der DSMZ in Reinkultur genommen, chemotaxonomisch charakterisiert und unter besonderer Berücksichtigung der metabolischen Eigenschaften phänotypisiert werden. Dies ist notwendig um die Neuisolate valide benennen zu können. Die axenischen Kulturen der identifizierten Stämme werden an der DSMZ durch Gefriertrocknung und Lagerung konserviert, damit sie für die Herstellung von Enzymen zur Verfügung stehen.

IBÖM02: XenoKat: Entwicklung eines biokatalytisch arbeitenden Biofilters auf Basis zellularer metallischer Werkstoffe für den gezielten Abbau von Xenobiotika

Xenobiotika werden durch den Menschen in die Stoffkreisläufe der Natur eingebracht und nehmen dort undefiniert Einfluss; es sind regelrechte anthropogene Fußabdrücke, bestehend aus Schmerzmitteln, Antibiotika, Hormonen und anderen Chemikalien. Die bestehenden Wasser- und Abwasserreinigungsanlagen sind derzeit nicht in der Lage diese Frachten vollständig zu eliminieren, sodass diese in die Umwelt gelangen und dort undefiniert Einfluss nehmen können. Untersuchungen an Fischen, Lurchen und Wasserorganismen belegen die Schädigung der Wasserorganismen. Xenobiotika werden auch bereits in den großen Wasserreservoirs der Erde detektiert, die Prognose für die nächsten Jahre zeigt eine 30% Steigerung der Emissionen auf. Im Rahmen des Forschungsprojektes soll ein Filtersystem entwickelt werden, welches Xenobiotika aus belasteten Wässern entfernt. Das Projekt ordnet sich in die zukünftige notwendige vierte Abwasserreinigungsstufe von Kläranlagen ein, um die Ressource Wasser zu schützen. Die Produktidee nutzt immobilisierter Pilzenzyme als Biokatalysatoren. Das Biokat-Filtersystem soll modular aufgebaut, mehrfach regenerierbar und austauschbar gestaltet werden. Es besteht aus einem durchströmten Filtergehäuse und dem Filter- bzw. Trägermaterial, welches aus zellularen biofunktionalisierten metallischen oder keramischen Werkstoffen besteht. Die Materialauswahl und die immobilisierten Enzyme sind entscheidend für den Wirkungsgrad. Im Vordergrund stehen die Laccasen und Peroxidasen aus Basidiomyceten, sie können Xenobiotika insbesondere ringförmige (aromatische) organische Substanzen durch enzymatische Biokatalyse spalten und so leichter biologisch abbaubar machen. Im Rahmen einer ersten Sondierungsphase wurden die Mitstreiter für die Projektidee mit wissenschaftlicher und wirtschaftlicher Fachkompetenz gefunden sowie erste Versuchspläne umgesetzt. Das interdisziplinäre Fachkonsortium besteht aus Biotechnologen, Werkstoffwissenschaftlern, Wasserwissenschaftlern sowie Wirtschaftsingenieuren aus der Praxis. Die positive Evaluierung durch das BMBF wurde erreicht, die Machbarkeitsphase beginnt im Mai 2017.

BioEnergie 2021 - Optimierung von Energiepflanzen zur vollständigen Nutzung der Biomasse als nachhaltige Energie- und Rohstoffquelle für ILs Extraktion

BioEnergie 2021 - Optimierung von Energiepflanzen zur vollständigen Nutzung der Biomasse als nachhaltige Energie- und Rohstoffquelle für ILs Extraktion, Teil ICT

Entgiftung von Peroxiden in Fichtennadeln am Schwerpunktstandort Kalkalpen (Wank)

Im Untersuchungsgebiet Wank (Bayerische Kalkalpen) sollen Arbeiten zu Stoffwechselveraenderungen fortgesetzt werden, die Nadelverluste der Fichte bewirken. Insbesondere soll die Entgiftungskapazitaet der Nadel gegenueber Luftschadstoffen bestimmt und eine Korrelation zur Schadklasse des Baumes hergestellt werden. Ferner soll der Bedeutung eventueller extracellulaerer Abwehrsysteme nachgegangen werden sowie deren moeglicher Schaedigung. Letztlich soll eine moegliche Kombinationswirkung von Schadstoffen und Witterungsereignissen (Frost) auf die Entgiftungsphysiologie der Nadel untersucht werden. Im wesentlichen sollen dabei an Nadelmaterial von Fichten des Wank-Hoehenprofils die pflanzlichen Schutzsubstrate und -enzyme wie zB Ascorbat, Glutathion, Peroxidase und Enzymaktivitaeten bestimmt werden. Fuer die Absicherung der Messergebnisse werden Wiederfindungsraten bestimmt. Insgesamt liefert das Vorhaben einen Beitrag zur Aufklaerung der Entgiftungsbiochemie der Fichte gegenueber Luftschadstoffbelastung.

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