Das Projekt "ERA-IB 7: TIPs: Thermostabile Isomerasen in der Biotechnologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Allgemeine Mikrobiologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Identifizierung und detaillierte biochemische und strukturelle Charakterisierung von neuartigen hitzestabilen Isomerasen mit biotechnologischem Potential aus thermophilen Mikroorganismen und Metagenomen. Das Projekt ist dem Teilbereich 'Neuartige Systeme für neue und nachhaltige Prozesse unter Verwendung von Enzymen als Biokatalysatoren' des 7. ERA IB2 Aufrufs zugeordnet. Die Isomerasen umfassen drei Typen: (i) Zucker-Isomerasen, für die Produktion neuartiger Zucker als Kalorien-freien Süßstoffe und als Bausteine von pharmazeutischen Wirkstoffen; (ii) Disulfid-Isomerasen für die Verbesserung der Protein-Faltung und -Stabilität von Industriellen Enzymen, und (iii) Chalkon-Isomerasen, die an der Umwandlung von Flavonoiden, d.h. von Sekundärmetaboliten mit wichtiger Funktion als natürliche Farbstoffe, Antioxidantien, sowie als anti-mikrobielle und anti-inflammatorische Wirkstoffe. Die Thermo- stabilen Isomerasen erlauben neue Möglichkeiten für kompetitive und nachhaltige Prozesse der Grünen Biotechnologie als Ersatz für konventionelle chemische Syntheseprozesse. Ausgehend von Genomen (hyper)thermophiler Mikroorganismen und von Metagenomen thermophiler Standorte sollen mit bioinformatischen Methoden Gene identifiziert werden, die für geeignete Isomerase-Enzyme kodieren. Geeignete Gene von (hyperthermophilen) Isomerasen sollen heterolog exprimiert werden und die rekombinanten Enzyme nach Reinigung detailliert biochemisch, und strukturell charakterisiert und in Bezug auf biotechnologische Anwendung analysiert werden. Dabei sollen insbesondere auch kinetische Parameter mit relevanten Substraten und die Stabilität gegenüber Temperatur, organischen Lösungsmitteln und pH analysiert werden.
Das Projekt "Vorhaben: Räumlich-zeitliche Variationen im mikrobiellen 'Blueprint' (Blaupause) der Ostsee und Hinführung in seine praktische Funktionsfähigkeit & Vom mechanischen zum funktionellen Monitoring" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Ostseeforschung durchgeführt. Das Projekt verfolgt das Ziel, verschiedene Umweltzustände der Ostsee mit dem funktionellen Profil und der Diversität von Mikroorganismen in Beziehung zu setzen und damit einen neuen Biomarker zu entwickeln, mit dem insbesondere der Zustand wichtiger Stoffkreisläufe, bei denen Mikroorganismen die entscheidende Rolle spielen, erfasst werden kann. Dafür werden existierende sowie neu zu gewinnende Proben hinsichtlich des mikrobiellen Metagenoms und des Metatranskriptoms analysiert. Um die neu zu entwickelnden mikrobiellen Deskriptoren in existierende Monitoring-Programme integrieren zu können, werden die Arbeitsprozeduren im Rahmen eines 'BLUEPRINT Competence Center (BCC)' standardisiert, evaluiert, protokolliert, und in einem multidisziplinären Forum in die Monitoringpraxis überführt. Der neue Biomarker ist insbesondere im Hinblick auf die Implementierung der Meeresstrategierahmenrichtlinie und künftiger Meeresschutzmaßnahmen von Bedeutung.