Das Projekt "Wirkungen von Herbiziden auf den pflanzlichen Stoffwechsel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Lehrstuhl für Physiologie und Biochemie der Pflanzen durchgeführt. Untersuchungen, um genauere Kenntnis des Angriffs von phytotoxischen Substanzen im Chloroplasten der Pflanze zu erhalten: (1) direkte Hemmung des photosynthetischen Elektronentransports, (2) Hemmung der Carotinbiosynthese und damit photooxidative Zerstoerung des Chlorophylls, (3) peroxidativ wirkende Herbizide (Radikalbildner) und (4) Hemmstoffe der ATP-Synthese, Lipidbiosynthese. - Studien zu Struktur/Aktivitaetsbeziehungen, Bindungsstudien mit radioaktiv markierten Herbiziden, Selektion und Charakterisierung herbizidresistenter Mutanten, Untersuchungen zur lichtinduzierten Peroxidation und Antioxidantien. Die Arbeiten werden auf weitere Stoffwechselbereiche ausgedehnt.
Das Projekt "Biosynthese von Xanthophyllen in Grünalgen und Kieselalgen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Institut für Allgemeine Botanik durchgeführt. Nachdem in Gefäßpflanzen die an der Carotinoidbiosynthese in den photosynthetisch aktiven Organen beteiligten Enzyme inzwischen weitestgehend identifiziert worden sind, soll im hier beantragten Projekt die Carotinoidbiosynthese in der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii und der Diatomee Phaeodactylum tricornutum untersucht werden. Hierzu sind zunächst die Identifizierung von an der Xanthophyllbiosynthese beteiligten Gene aus beiden Algen sowie die Isolierung und Charakterisierung neuer Pigmentmutanten von C.reinhardtii vorgesehen. Besonderes Augenmerk liegt ferner auf der Identifizierung einer Diadinoxanthin-Synthase (DDS) aus P.tricornutum. Die bereits vorliegenden sowie die neu isolierten Pigmentmutanten von C. reinhardtii sollen als Testsystem für die Funktion potentieller Xanthophyllbiosynthesegene aus beiden Algen eingesetzt werden. Die DDS aus P.tricornutum soll anschließend in einem bakteriellen System sowie in C.reinhardtii exprimiert, isoliert und bezüglich ihrer katalytischen Eigenschaften eingehend charakterisiert werden. Eine erfolgreiche funktionelle Expression der DDS in C. reinhardtii würde in der Synthese eines bislang in Grünalgen nicht vorkommenden Xanthophylls resultieren. Hiervon wären neue Erkenntnisse hinsichtlich der Flexibilität der Pigmentbindungseigenschaften von Lichtsammelkomplexen sowie der Funktion und Evolution des Diadinoxanthinzyklus zu erwarten.
Das Projekt "HPLC-Fingerprinting als Methode der Phytoplanktonanalyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Abteilung Pflanzenphysiologie durchgeführt. In diesem Vorhaben wurde eine Methode entwickelt, wie mittels hochauflösender Flüssigkeitschromatographie die Hauptgruppen des Phytoplanktons qualitativ bestimmt werden können. Die Motivation für diese Methodik lag darin begründet, daß die Populationsstruktur des Phytoplanktons ein hervorragender biologischer Parameter zur Bewertung der Wasserqualität darstellt. In dem Vorhaben wurde die ökologische und funktionelle Bedeutung der Carotinoide in Phytoplankton untersucht.
Das Projekt "Entwicklung eines umweltfreundlichen Bioverfahrens zur Gewinnung von Carotinoiden mit In-situ-Produktisolierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Umwelt- und Biotechnologisches Zentrum durchgeführt.
Das Projekt "KMU-innovativ-19: TEWICOS: Verfahrensentwicklung zur Gewinnung von lipophilen und hydrophilen Extrakten aus der Mikroalge Tetradesmus wisconsinensis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Salata AG durchgeführt. Algen und deren Extrakte werden aufgrund ihrer bioaktiven Inhaltsstoffe seit einigen Jahren industriell als funktionelle Produkte in Lebens- und Futtermittel-, sowie in der Kosmetikindustrie eingesetzt. Im Rahmen des Vorhabens wollen die Partner ein ressourcenschonendes Verfahren zur biotechnologischen Gewinnung eines natürlichen, antioxidativ wirkenden, carotinoid-angereicherten Extraktes auf der Grundlage der Kaskadennutzung von Mikroalgenbiomasse entwickeln. Hierfür wird ein Kultivierungs- und Aufarbeitungsprozess entwickelt, bei dem die Grünalge Tetradesmus wisconsinensis in einem von den Antragstellern patentierten Verfahren den Wertstoff Canthaxanthin synthetisiert und durch ein Downstream-Processing die Gewinnung des Carotinoides in einem lipophilen Extrakt und zusätzlich eines bioaktiven hydrophilen Extraktes zur Erhöhung der Wertschöpfung ermöglicht. Die resultierenden Extrakte werden biochemisch und funktionell charakterisiert und das Verfahren in den industriellen Maßstab übertragen. Aufgrund der Neuheit der Mikroalge und des innovativen Kaskadennutzungskonzeptes weisen die Extrakte Alleinstellungsmerkmale auf. Die Vielzahl der bioaktiven Inhaltsstoffe der Mikroalge ermöglicht vielfältige Applikationen der lipophilen und hydrophilen Fraktionen z.B. als Cosmeceuticals, die durch funktionelle Assays näher spezifiziert werden sollen.
Das Projekt "KMU-innovativ-19: TEWICOS: Verfahrensentwicklung zur Gewinnung von lipophilen und hydrophilen Extrakten aus der Mikroalge Tetradesmus wisconsinensis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Anhalt (FH), Hochschule für angewandte Wissenschaften, Abteilung Köthen, Kompetenzzentrum Algenbiotechnologie durchgeführt. Algen und deren Extrakte werden aufgrund ihrer bioaktiven Inhaltsstoffe seit einigen Jahren industriell als funktionelle Produkte in Lebens- und Futtermittel-, sowie in der Kosmetikindustrie eingesetzt. Im Rahmen des Vorhabens wollen die Partner ein ressourcenschonendes Verfahren zur biotechnologischen Gewinnung eines natürlichen, antioxidativ wirkenden, carotinoid-angereicherten Extraktes auf der Grundlage der Kaskadennutzung von Mikroalgenbiomasse entwickeln. Hierfür wird ein Kultivierungs- und Aufarbeitungsprozess entwickelt, bei dem die Grünalge Tetradesmus wisconsinensis in einem von den Antragstellern patentierten Verfahren den Wertstoff Canthaxanthin synthetisiert und durch ein Downstream-Processing die Gewinnung des Carotinoides in einem lipophilen Extrakt und zusätzlich eines bioaktiven hydrophilen Extraktes zur Erhöhung der Wertschöpfung ermöglicht. Die resultierenden Extrakte werden biochemisch und funktionell charakterisiert und das Verfahren in den industriellen Maßstab übertragen. Aufgrund der Neuheit der Mikroalge und des innovativen Kaskadennutzungskonzeptes weisen die Extrakte Alleinstellungsmerkmale auf. Die Vielzahl der bioaktiven Inhaltsstoffe der Mikroalge ermöglicht vielfältige Applikationen der lipophilen und hydrophilen Fraktionen z.B. als Cosmeceuticals, die durch funktionelle Assays näher spezifiziert werden sollen.
Das Projekt "KMU-innovativ-8: Entwicklung eines semikontinuierlichen Kultivierungs- und Aufarbeitungsverfahrens zur Gewinnung von bioaktiven Stoffen aus Mikroalgen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Anhalt (FH), Hochschule für angewandte Wissenschaften, Abteilung Köthen, Kompetenzzentrum Algenbiotechnologie durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur biotechnologischen Gewinnung von bioaktiven Stoffen, insbesondere Carotinoiden aus Mikroalgen. Durch die Forschungs- und Entwicklungsleistung wollen die Kooperationspartner einen Prozess gestalten, bei dem die Anzucht der Algenbiomasse heterotroph und die Produktion der Wirkstoffe phototroph erfolgen soll, wobei die benötigten Nährstoffe und CO2 weitgehend aus Abprodukten bestehender Fermentationsprozesse bereitgestellt werden. Durch eine kontinuierliche und bilanzierte Überführung der Mikroalgen vom heterotrophen in den phototrophen Bioreaktor entsteht dann ein gekoppelter Prozess. Nach der Separation der Biomasse wer-den die unverbrauchten Nährstoffe wieder dem Kultivierungsreaktor zugeführt, womit der Kreislauf weitgehend geschlossen wird. Ein Schwerpunkt des Projektes liegt auf der Entwicklung des Downstream-Processings zur Gewinnung der bioaktiven Produkte, insbesondere durch ein Verfahren zum großtechnischen Zellaufschluss und zur Extraktion durch superkritisches CO2 (scCO2). Die proteinhaltige Restalgenbiomasse kann als hochwertiges Futtermittel verwertet werden. Die Projektpartner bearbeiten die angegebenen Arbeitspakete entsprechend dem beigefügten Balkenplan. Dabei werden verfahrenstechnische, biotechnologische, biochemische und analytische Methoden eingesetzt. Außerdem erfolgt auch die Reaktorplanung und Umsetzung mit den erforderlichen Verfahren.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Molekulare Biowissenschaften, Arbeitskreis Biosynthese in Pflanzen und Mikroorganismen durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Das CaroMaize Projekt dient der Entwicklung von transgenen Mais Prototypen mit hohem Astaxanthin und ß-Carotin Gehalt als Tierfutter und die Produktion und Gewinnung der o.g. Carotinoide. 2. Arbeitsplanung: Neben einem bereits existierenden ß-Carotin Mais Prototyp wird durch Multigentransformation ein neuer transgener Prototyp zur Astaxanthin Akkumulation hergestellt und in eine 'high-oil maize inbred' eingekreuzt. Daraus wird ein mit Astaxanthin angereichertes Öl gewonnen, das für Fütterungsversuche von Lachs eingesetzt wird. Die Fütterungsversuchen an Hühnern erfolgen mit den Körner des ß-Carotin Mais. In einem systembiologischen Ansatz werden metabolische Interaktionen zusammen mit Transciptom-, Proteom und Metabolomanalysen an den beiden transgenen Prototypen durchgeführt. Die Hauptarbeiten des Antragstellers beinhalten das Screening von geeigneten Ketolase Genen, begleitende Analysen an den transgenen Linien und Metabolom Untersuchungen. Sie umfassen den gesamten Projektzeitraum.
Das Projekt "Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ESA Patentverwertungsagentur Sachsen-Anhalt GmbH durchgeführt. Technologieangebot: Für die Patentanmeldung 'Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden' sucht die ESA Patentverwertungsagentur Sachsen-Anhalt GmbH einen Kooperationspartner, Lizenznehmer oder Käufer. Angesprochen sind insbesondere die Lebensmitteltechnologie sowie der Pharma- und Kosmetikbereich. Gegenstand der Erfindung: Carotinoide sind in der Natur sehr häufig vorkommende Pigmente. Sie werden wegen ihrer Farbe und ihrer antioxidativen Eigenschaften kommerziell genutzt. Carotinoide werden durch alle photosynthetisch aktiven Organismen synthetisiert. Die Anwendung in der Lebensmittelindustrie führt zur Nachfrage an zunehmenden Mengen hochwertiger Verbindungen. Neben der chemischen Synthese, welche immer noch den Hauptteil ausmacht, werden zunehmend Mikroalgen zur Produktion von Carotinoiden eingesetzt. Bisher sind die erzielten Ausbeuten gering, das Wachstum langsam und die Vielfalt der in einem Organismus produzierten Carotinoide limitiert. Der Hauptanteil wird nicht in freier Form akkumuliert - sondern als Ester. Die angebotene Technologie zur Nutzung von Mikroalgen, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, kann durch folgende Merkmale beschrieben werden: Produkt: hohe Ausbeute an Carotinoiden, große Vielfalt an Carotinoiden, Hauptanteil freie Carotinoide. Produktion: schnelles Wachstum, Akkumulation von Produkt innerhalb eines kurzen Zeitraumes, einfache Kultivierungsbedingungen, keine speziellen Bedürfnisse in Hinblick auf kostenintensive Nährstoffe wie z. B. Vitamine, sehr geringe Kontaminationsanfälligkeit - Kultivierung im semi-sterilen System möglich. Die Technologie wurde in Deutschland zum Patent angemeldet. Eine Internationalisierung ist möglich.
Das Projekt "KMU-innovativ-3: Organellen als Modulsysteme für die zellfreie Biosynthese" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Phytowelt GreenTechnologies GmbH durchgeführt. Ziel ist Organellen als neuartige austauschbare Module für zellfreie Biosynthesen für bekannte und neue Stoffwechselwege und Enzyme zu entwickeln. Neu ist u.a., die Vorteile pflanzlicher Syntheseleistung, insbesondere spezifischen Reaktionsbedingungen durch Kompartimentierung, zu nutzen. Die Ergebnisse sollen zur Etablierung innovativer, kostengünstiger und Petrochemie-unabhängiger Synthesesysteme für Feinchemikalien und pharmazeutische Substanzen führen. In AP1 erfolgt die Optimierung der Isolierung aktiver Organellen sowie erste Charakterisierung. In AP2 erfolgt die tiefere Charakterisierung der Organellen. Dabei wird durch Proteomic- und Genomic-Analysen von verschiedenen Organellenklassen die ideale Basis für künftige Anwendungen gewonnen. Mittels Proteomanalyse (2D Gelelektrophorese, Maldi-tof) und Assays (Photometer-Plattenreader, HPLC-abgesichert) erfolgen erste Charakterisierungen der Enzymausstattung, um weitere Parameter und Angriffspunkte zur Optimierung zu erhalten. Erster Ansatzpunkt sind die kommerziell interessanten (Mono)Terpene, Tannine und Carotenoide, deren Enzyme auch bei AP3 für Analysen der geeigneten Importverfahren zum Einbringen fremder Proteine/Enzyme verwendet werden. AP4 stellt die Versorgung mit Material und die Aufrechterhaltung des Systems sicher.
