Das Projekt "KMU-innovativ-8: AELMON - Artifizieller Elektronentransfer und pflanzliche Monooxygenasen als Basis innovativer Katalysesysteme^Teilprojekt 4, Teilprojekt 3" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen.Das Projekt erschließt neuartige Grundlagen für die Nutzung pflanzlicher Enzymsysteme in industriellen Produktionssystemen. AELMON ist das Akronym für 'Artifizieller ELektronentransfer und pflanzliche Monooxygenasen als Basis innovativer Katalysesysteme'. Der wissenschaftliche Hintergrund ist die industrielle Nutzung einer Familie von Pflanzenenzymen - den so genannten P450-Enzymen, deren herausragende Eigenschaften schon seit langem bekannt sind, die sich aber bisher nicht wirtschaftlich für chemische Synthesen einsetzen lassen. 'Durch die Mitarbeit in diesem Projekt kann sich die Autodisplay-Technologie weiter als Lösungsansatz für die Darstellung schwierig zu handhabender Enzyme wie den P450-Enzymen positionieren,' sagt Dr. Ruth Maas, Geschäftsführerin der Autodisplay Biotech. Das Projekt stellt für die Firmenstrategie der Phytowelt, Know-how der Pflanzenbiotechnologie für neue, zum Teil überraschende Anwendungsgebiete einsatzfähig zu machen, einen wichtigen Meilenstein dar. 'Die spezielle Thematik besetzt die Schnittstelle zwischen Grüner und Weißer Biotechnologie und hat das Potenzial, völlig neue Wertschöpfungsketten zu erschließen,' kommentiert Dr. Peter Welters, Geschäftsführer der Phytowelt das Projekt. Ein wesentlicher Schwerpunkt der im Projektrahmen zu untersuchenden Systeme ist die Biosynthese eines Terpens, dessen potente pharmakologische Eigenschaften es bereits in den Fokus der Krebsforschung gerückt haben. Ein weiteres Teilprojekt wird die Untersuchung neuer Synthesemethoden von Grundbausteinen für innovative Kunststoffe mit Premiumeigenschaften sein. Besonderes Innovationspotenzial bezieht AELMON aus neuartigen Verfahren zur Produktion der P450-Enzyme bei den Partnern Uni Münster und AutoDisplay, aber auch aus der geplanten Entwicklung eines neuen biotechnologischen Verfahrens unter Einsatz der Elektrochemie. Die Kombination von Elektrochemie und Biokatalyse stellt einen Forschungsschwerpunkt der DECHEMA dar, der das Design besonders nachhaltiger Produktionsprozesse mit P450-Monooxygenasen zum Ziel hat.
Das Projekt "KMU-innovativ-8: AELMON - Artifizieller Elektronentransfer und pflanzliche Monooxygenasen als Basis innovativer Katalysesysteme, Teilprojekt 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts.Pflanzen sind 'grüne' Fabriken, die mehr als 200.000 bioaktive Naturstoffe produzieren (z.B. Artemisinin, Taxol und Thapsigargin), bei deren Synthese Cytochrom P450-Monooxygenasen (P450) eine Schlüsselrolle spielen. Die P450-Enzyme sind die größte Protein-Familie in Pflanzen, deren Gene bei einigen Pflanzen bis zu 1 Prozent der Erbinformation ausmachen. Entsprechend umfangreich und vielfältig sind die Substratspezifitäten und das katalytische Potential dieser pflanzlichen Enzyme. Dennoch stehen pflanzliche Monooxygenasen bisher nicht für eine technische Nutzung zur Verfügung. Unzureichende Verfügbarkeit der Enzyme, Schwierigkeiten bei der rekombinanten Expression sowie unbekannte bzw. nicht exprimierbare Redoxpartner sind die Haupthinderungsgründe. Die kosteneffiziente Bereitstellung des benötigten Cofaktors NAD(P)H stellt eine weitere Herausforderung für die technische Nutzung der Enzyme dar. Hier können elektrochemische Ansätze innovative, erfolgversprechende Lösungen für neue ressourceneffiziente (Bio)-Prozesse liefern. Über die Realisierung der direkten Ankopplung pflanzlicher Monooxygenasen an einen artifiziellen elektrochemischen Elektronentransfer soll im Rahmen des Projektes, das an der Schnittstelle der grünen und weißen Biotechnologie positioniert ist, die technologische Basis für die künftige Nutzung des geschilderten katalytische Potential der pflanzlichen P450 - Enzyme geschaffen werden.
Das Projekt "BioIndustrie2021 - CLIB 2021: BISON - Biotechnologische Synthese von Carboxyaminen und Carboxyalkoholen^BioIndustrie2021 - CLIB 2021: BISON - Biotechnologische Synthese von Carboxyaminen und Carboxyalkoholen, BioIndustrie2021 - CLIB 2021: BISON - Biotechnologische Synthese von Carboxyaminen und Carboxyalkoholen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Forschungsdepartment Biowissenschaftliche Grundlagen, Lehrstuhl für Biologische Chemie.Ziel des Verbundprojekts ist die Entwicklung eines technisch umsetzbaren biotechnologischen Prozesses zur Synthese von omega-Carboxyalkoholen und omega-Carboxyaminen, insbesondere von omega-Aminolaurinsäure aus dem allgemein verfügbaren Laurinsäuremethylester. Eine wesentliche Rolle für die regiospezifische Funktionalisierung eines Alkans bzw. einer Carbonsäure spielen hier zwei Enzyme: eine Monoxygenase und eine Transaminase. Für diese beiden Reaktionsschritte zuvor identifizierte Biokatalysatoren mit initialer Substraterkennung (z.B. AlkBGT und pQR800) sollen mit gentechnischen Methoden dargestellt sowie biochemisch und strukturell charakterisiert werden. Zudem soll durch Protein-Engineering eine Optimierung hinsichtlich der industriell relevanten Substrate vorgenommen und eine gekoppelte Reaktionskette in vitro etabliert werden. Pilze insbesondere der Gattung Candida besitzen bereits die Fähigkeit, mit Hilfe sehr effizienter Cytochrom-P450-Monoxygenasen über die so genannte omega-Oxidation aus Fettsäuren alpha,omega-Dicarbonsäuren herzustellen, aus denen omega-Aminocarbonsäuren leicht zugänglich sind. Daher sollen die relevanten Enzyme rekombinant hergestellt, charakterisiert und zur biotechnologischen Produktion von hydroxylierten Fettsäuren eingesetzt werden.
Das Projekt "ERA-IB: Pseudomonas 2.0: Industrielle Biokatalyse mit lebenden Zellen^Teilprojekt 3, Teilprojekt 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Bioverfahrenstechnik.
Das Projekt "KMU-innovativ-8: AELMON - Artifizieller Elektronentransfer und pflanzliche Monooxygenasen als Basis innovativer Katalysesysteme, Teilprojekt 1" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Phytowelt GreenTechnologies GmbH.
Das Projekt "GT: Neue Expressionsysteme für industriell relevante Gene, Teilprojekt 1: Thermus thermophilus, ein neuer Expressionswirt für funktionale Metagenomik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Institut für Botanik und Mikrobiologie, Lehrstuhl für Mikrobiologie.Bei der Verwendung von E.coli als 'Standard'-Wirtsorganismus für die Durchmusterung von metagenomischen Genbanken mit funktionsbasierten Screeningmethoden ist die Detektionsausbeute eingeschränkt auf solche heterologen Umweltgene, die in E.coli auch exprimiert werden. In diesem Projekt soll das extrem thermophile Bakterium Thermus thermophilus als alternativer Wirtsorganismus weiter entwickelt und dessen Potential für das funktionelle Screening von Umweltgenbanken nach Genen für industriell relevante Enzyme erkundet und eingesetzt werden. Weitere Ziele umfassen die Expression interessant erscheinender Gene, die Charakterisierung der davon kodierten Enzyme und die Auslotung der Anwendbarkeit dieser Enzyme für biotechnologische Prozesse. Vorgehensweise: Das neue Thermus Wirt/Vektor-System soll in verschiedenen Punkten verbessert werden (Optimierung der Transformationsmethodik; proteasefreie Stämme; Einsetzbarkeit sowohl bei hohen, als auch bei moderaten Temperaturen; verbesserte Selektionsmarker; Überexpression in Thermus). In einem vergleichenden Screening-Experiment soll ein und dieselbe Metagenom-Genbank in T.thermophilus und parallel (bei anderen Verbundpartnern) auch in anderen Wirtsorganismen nach Esterase-Genen durchforstet werden. Daneben soll das neue T.thermophilus Wirt/Vektor-System für die Suche nach anderen industriell relevanten Enzymen (z.B. Amadoriasen, Monooxygenasen) eingesetzt werden.
Das Projekt "Monooxygenasen aus verschiedenen biologischen Systemen als Monitor fuer die biologische Resistenz oder Abbaubarkeit von Umweltchemikalien" wird/wurde gefördert durch: Senator für Bildung, Wissenschaft und Kunst Bremen. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachbereich 2 Biologie,Chemie.
Das Projekt "Individuelle Unterschiede in der Reaktion auf Benzo(a)pyren als Modell fuer gentoxisch wirksame polyzyklische Kohlenwasserstoffe in Automobilabgasen^Auswirkungen von Automobilabgasen auf die Gesundheit und Umwelt^Untersuchungen zur Frage der tumorinduzierenden Wirkung von inhalierten Dieselmotorabgasen in der Maeuselunge^Testung der in Vitro-Transformation epithelialer Zellen des Respirationstraktes durch Automobilabgase^Untersuchungen zur Frage der tumorinduzierenden Wirkung von inhalierten Dieselmotorabgasen in der Rattenlunge, Die Rolle mikrosomaler Peroxidasen und Monooxigenasen aus Leber und Lunge fuer die mutagene Aktivierung in Vitro von Motorenabgaskomponenten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung und Technologie / Forschungsvereinigung Automobiltechnik. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Würzburg, Institut für Pharmakologie und Toxikologie.Die metabolische Aktivierung von Bestandteilen von Motorenemissionen kann zu gentoxischen (mutagenen und kanzerogenen) Stoffwechselprodukten fuehren. Ein erheblicher Teil der eingeatmeten Fremdstoffe wird vermutlich in der Lunge metabolisiert. Daher soll die Rolle des Fremdstoffmetabolisums der Lunge fuer die Bildung mutagener Metaboliten in Vitro untersucht werden unter Einsatz des Ames-Tests sowie des Postlabelling-Verfahrens zur Bestimmung der DNA-Bindung. Die Leistungen der Lunge sollen mit den entsprechenden Leistungen der Leber verglichen werden. Dabei wird der Metabolisums durch Monooxigenasen sowie durch Peroxidasen erfasst. Letztere spielen in der Lunge vermutlich eine wichtige Rolle. Ziel ist das Verstaendnis der metabolischen Grundlagen fuer Organ-(Lungen-)spezifische Schadwirkungen von Motorenemissionsbestandteilen.
Das Projekt "Veraenderungen im Immunsystem und Induktion von Monooxygenasen nach Belastung mit Dioxinen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Berlin, Universitätsklinikum Charlottenburg, Kinderklinik.In einem Gemeinschafts-Projekt der Universitaets-Kinderklinik und dem Institut fuer Toxikologie der Freien Universitaet Berlin soll der Einfluss einer Belastung mit Dioxinen (PCDDs und PCDFs) auf Funktionen des Immunsystems sowie das Aussmass einer Induktion der Aktivitaet bestimmter Monoxygenasen klinisch bei Saeuglingen (nach Aufnahme ueber die Muttermilch) oder experimentell bei Primaten (Callithrix jacchus) und Nagern bzw Meerschweinchen untersucht werden. Nach bisher vorliegenden Daten ist wahrscheinlich, dass Saeuglinge waehrend der Stillperiode ueber die Frauenmilch taeglich Mengen von PCDDs und PCDFs aufnehmen, die eine Exposition des Erwachsenen in der Normal-Population erheblich uebersteigen; Saeuglinge stellen also in dieser Beziehung eine Risiko-Population dar. Es ist bis heute nicht zu entscheiden, ob diese Schadstoffe bei solcher Dosierung zu einer nachweisbaren Wirkung fuehren. Ziel unseres Forschungpsrojektes ist es darum, in...
Das Projekt "Isolierung und Identifikation von Cytochrom P450 aus Pseudomonas putida fuer strukturfunktionelle Untersuchungen" wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Graz, Institut für Mikrobiologie und Abfalltechnologie.Cytochrom P450-abhaengige Monooxygenasen katalysieren den Metabolismus endogener und exogener Substrate. In Abhaengigkeit der Isolierung und Teilreinigung des Enzyms werden strukturfunktionelle Untersuchungen mit Pteridinabkoemmlingen durchgefuehrt. Untersuchungen zur Bedeutung von P450 fuer den Abbau umweltrelevanter Stoffklassen sind geplant. Die Untersuchungen zur Enzymanreicherung erfolgen im Zusammenarbeit mit dem Projektleiter Prof. Dr. G. Reibnegger, Medizinisch-Chemisches Institut der Karl-Franzenz Universitaet Graz. Das Projekt wird vom Fonds der wissenschaftlichen Forschung, Wien gefoerdert.
