Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Jacobs University Bremen GmbH, School of Engineering and Science durchgeführt. Ziel der Antragsteller ist es, Enzyme mit außergewöhnlichen Eigenschaften für Anwendungen in der molekularen Präanalytik herzustellen. Hierzu sollen von Molzym entwickelte Enzyme, eine Nuklease und eine Peptidase, mittels Proteindesign in Ihrer Stabilität gegenüber Detergenzien und ionischen Flüssigkeiten verbessert und durch eine optimierte Prozessführung fermentiert werden. Klonierte Gene von halotoleranten Proteasen und Nukleasen sollen mit Hilfe der Gelenkten Evolution verändert werden und als Grundlage für verbesserte Enzyme dienen. Die verbesserten Enzymvarianten mit hoher Toleranz gegenüber chaotropen Agenzien bilden die Basis, um Prototypen neuer Kits für die Nukleinsäurereinigung herstellen und evaluieren zu können. Die Enzyme sollen als Bestandteil von Nukleinsäurereinigungskits für besondere Anwendungen vermarktet werden. Diese Kits erleichtern entscheidend vor allem die von Kunden gesuchte Hochdurchsatz-Automatisierung. Die Nutzen für die Anwender sind vielfältig: u. a. in der biotechnologischen Produktionsüberwachung, Hygiene, Lebensmittelqualitätstestung, Umweltanalytik, im Pharma-Qualitätsmanagement und in der medizinischen Diagnostik.
Das Projekt "Teilprojekt 9: Synthese von Acylpeptiden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik, Bereich II: Technische Biologie durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung neuer biobasierter Tensidsysteme, die möglichst zu 100 Prozent auf Basis nachwachsender Rohstoffe und über 'grüne' Reaktionstechnik hergestellt werden sollen. Dazu ist geplant, pflanzliche Lipide intelligent mit Proteinen und Kohlenhydraten zu neuen polymeren 'Biotensiden' zu verknüpfen. Die Nutzung einer Kombination von Nachhaltiger Chemie, Enzymkatalyse und Fermentation in enger Kopplung mit modernen Aufarbeitungstechnologien soll eine schnelle Umsetzung der Projektideen hin zu Produktmustern und Herstellprozessen gewährleisten. Die Zielprodukte sollen in hoher Qualität und Reinheit hergestellt werden, die auch kosmetischen Anforderungen genügen. Neben positiven Anwendungs- und Formulierungseigenschaften steht auch die gute biologische Abbaubarkeit der Zielprodukte im Fokus. Die Umweltverträglichkeit der Produkte soll über Life Cycle Assessment Studien verifiziert werden. In diesem Projektteil soll hierzu der Peptidanteil Oligopeptid-basierter Tenside durch retro-Reaktion geeigneter Proteasen und Peptidasen unter wasserarmen Bedingungen synthetisiert sowie die enzymatische Herstellung von Acylpeptiden durchgeführt werden. Die Arbeitsplanung des Teilvorhabens sieht im Wesentlichen folgende Punkte vor: A) Prüfung geeigneter Rohstoffe. B) Selektion geeigneter Proteasen und Peptidasen für die retro-Reaktion unter wasserarmen Bedingungen. C) Screening nach geeigneten Enzymen für die Herstellung von Acylpeptiden. D) Charakterisierung der im Projekt synthetisierten neuen Acylpeptide.
Das Projekt "Untersuchung der Proteasen-Nutzung zur Bekämpfung von Fischvirosen in Aquakulturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), Fischerei - Institut für Fischerei, Außenstelle für Karpfenteichwirtschaft durchgeführt. Obwohl Aquakulturen eine sehr wichtige Rolle bei der Versorgung mit hochwertigen Lebensmitteln spielen, kämpfen die traditionellen Teichwirtschaften mit Rentabilitätsproblemen. Dazu tragen Fischvirosen bei, die im Falle einer Infektion zu sehr hohen Mortalitäten und großen Verlusten führen können. Leider existieren in Deutschland bis heute keine einheitlichen Vorgaben für Desinfektionsmaßnahmen nach solchen Ausbrüchen. In einem vor kurzem abgeschlossenen Verbundprojekt ('Maßnahmen gegen Virosen in der ökologischen Aquakultur', FKZ: 2810OE053, BÖLN) wurde erstmals gezeigt, dass eine handelsübliche Protease zur Deaktivierung bestimmter Viren erfolgreich angewendet werden konnte. Allerdings haben die ersten Laborversuche eine Reihe offener Fragen hinterlassen womit sich ein großer Forschungsbedarf, mit der Chance, ein sehr effektives, umweltfreundliches und finanzierbares Desinfektionsmittel zu finden, ergibt. Aus diesem Grund soll die Anwendbarkeit von verschiedenen kommerziell verfügbaren Proteasen zur Desinfektion von Teichen nach Ausbrüchen von ökonomisch relevanten Fischvirosen untersucht werden. Zunächst soll die Inaktivierung der Viren in den zugehörigen Zellkulturen durch verschiedene kommerziell erhältliche Proteasen unter umweltrelevanten Rahmenbedingungen untersucht werden. Im Folgenden werden die ermittelten Konzentrationen der definierten Proteasen an die Projektpartner gegeben, um die Verträglichkeit der Proteasen und ihre infektionshemmende Wirkung bei den Zielfischen zu ermitteln. Begleitend zu den Labor- und Tierversuchen wird die Umsetzung in die Praxis in rechtlicher und ökonomischer Hinsicht überprüft. Damit wird in dem hier vorgestellten Projekt eine sehr innovative und vielversprechende Desinfektionsmaßnahme für Viruskrankheiten detailliert daraufhin untersucht, ob sich ihr Potential zur Nutzung in Aquakulturen in der Praxis bewährt und somit Teichwirtschaften einen signifikanten ökonomischen Vorteil bieten können.
Das Projekt "Untersuchung der Proteasen-Nutzung zur Bekämpfung von Fischvirosen in Aquakulturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Obwohl Aquakulturen eine sehr wichtige Rolle bei der Versorgung mit hochwertigen Lebensmitteln spielen, kämpfen die traditionellen Teichwirtschaften mit Rentabilitätsproblemen. Dazu tragen Fischvirosen bei, die im Falle einer Infektion zu sehr hohen Mortalitäten und großen Verlusten führen können. Leider existieren in Deutschland bis heute keine einheitlichen Vorgaben für Desinfektionsmaßnahmen nach solchen Ausbrüchen. In einem vor kurzem abgeschlossenen Verbundprojekt ('Maßnahmen gegen Virosen in der ökologischen Aquakultur', FKZ: 2810OE053, BÖLN) wurde erstmals gezeigt, dass eine handelsübliche Protease zur Deaktivierung bestimmter Viren erfolgreich angewendet werden konnte. Allerdings haben die ersten Laborversuche eine Reihe offener Fragen hinterlassen womit sich ein großer Forschungsbedarf, mit der Chance, ein sehr effektives, umweltfreundliches und finanzierbares Desinfektionsmittel zu finden, ergibt. Aus diesem Grund soll die Anwendbarkeit von verschiedenen kommerziell verfügbaren Proteasen zur Desinfektion von Teichen nach Ausbrüchen von ökonomisch relevanten Fischvirosen untersucht werden. Zunächst soll die Inaktivierung der Viren in den zugehörigen Zellkulturen durch verschiedene kommerziell erhältliche Proteasen unter umweltrelevanten Rahmenbedingungen untersucht werden. Im Folgenden werden die ermittelten Konzentrationen der definierten Proteasen an die Projektpartner gegeben, um die Verträglichkeit der Proteasen und ihre infektionshemmende Wirkung bei den Zielfischen zu ermitteln. Begleitend zu den Labor- und Tierversuchen wird die Umsetzung in die Praxis in rechtlicher und ökonomischer Hinsicht überprüft. Damit wird in dem hier vorgestellten Projekt eine sehr innovative und vielversprechende Desinfektionsmaßnahme für Viruskrankheiten detailliert daraufhin untersucht, ob sich ihr Potential zur Nutzung in Aquakulturen in der Praxis bewährt und somit Teichwirtschaften einen signifikanten ökonomischen Vorteil bieten können.
Das Projekt "Mikrobieller Abbau von Keratin aus Huehnerfedern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Biotechnologie II - Biotransformation und -Sensorik durchgeführt. Huehnerfedern sind ein sehr proteinreiches Abfallprodukt, das in grossen Mengen bei der Gefluegelzucht anfaellt. Sie bestehen fast vollstaendig aus Keratin, einem Strukturprotein, das aufgrund seines kompakten, durch Disulfidbruecken stabilisierten Aufbaus sehr widerstandsfaehig gegenueber mechanischen und chemischen Einfluessen ist. Keratin wird derzeit mit physikalisch-chemischen Methoden aufgeschlossen und dann als Futtermittelzusatz verwendet. Allerdings ist die Aufarbeitung mit der Zerstoerung wichtiger Aminosaeuren und der Bildung unerwuenschter Nebenprodukte verbunden. Eine schonende Alternative hierzu koennte ein fermentativer oder enzymatischer Keratinaufschluss darstellen. Bisher konnten jedoch keine Mikroorganismen bzw. Enzyme gefunden werden, die in einem biotechnologischen Prozess eingesetzt werden koennen. Im Rahmen dieses Projekts wurden bisher verschiedene mesophile Bakterien, insbesondere Streptomyceten isoliert, die unter aeroben Bedingungen innerhalb weniger Tage Federn abbauen. Durch die Optimierung der Anzuchtbedingungen, Charakterisierung der Enzyme und Analyse der Abbauprodukte soll eine moegliche biotechnologische Anwendung fuer die oekonomisch sinnvolle Umwandlung des Keratins untersucht werden. Ein wichtiger Aspekt der Untersuchungen stellt die Frage dar, ob durch hochspezifische Proteasen ein vollstaendiger Umsatz des Keratins erreicht werden kann, oder ob zusaetzlich Enzymsysteme notwendig sind, die durch Reduktion der Disulfidbruecken die Keratinstruktur auflockern und einen proteolytischen Abbau erleichtern.
Das Projekt "Konstruktion eines Sicherheits-Wirts-Vektor-Systems auf der Basis von Bacillus licheniformis Zimet 10811" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FZB Biotechnik GmbH durchgeführt. Das Bacillus Wirts-Vektor-System soll fuer die Produktion wirtseigener und rekombinanter Sekretproteine genutzt werden koennen. Ausgangspunkt bildet der prototrophe, sporulierende Hochleistungstamm Bacillus licheniformis Zimet 10811. Das Gesamtprojekt setzt sich aus folgenden Teilprojekten zusammen: 1) Stammkonstruktion - Klonierung und in-vitro-Deletion der Gene fuer die wirtseigenen extrazellulaeren Proteasen - Isolierung auxotropher und sporulationsdefekter Mutanten zur Verminderung der Ueberlebensfaehigkeit unter natuerlichen Bedingungen. 2) Vektorkonstruktion - Entwicklung von Plasmiden zur Integration an definierten Stellen des Wirtschromosoms ohne Verwendung von Antibiotikaresistenzmarkern. 3) Expressionskontrolle auf der Grundlage der Kontrollsequenzen der wirtseigenen hochexprimierten Proteasegene.
Das Projekt "Entwicklung eines Bacillus thuringiensis-Praeparates gegen Maikaefer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Zoologisches Institut II durchgeführt. Suche nach Staemmen von Bacillus thruringiensis und Bacillus popilliae, die als bakterielle Bakterizide oder Pathogene gegen Adulte oder Engerlinge des Maikaefers eingesetzt werden koennen. Untersuchungen zur Aktivierung und Inaktivierung der Kristalltoxine des Blattkaeferspezifischen Bacillus thuringiensis-Stammes durch Darmproteasen von Kaefern. In vitro-Untersuchungen der Kristalltoxinbildung an Darmzellen von Kaefern. Einfluss der Kristalltoxine auf den Wasserhaushalt der Kaefer. Verbesserung der Zuechtungsmoeglichkeiten von Bacillus popilliae. Infektionsversuche mit verschiedenen Bacillus popilliae-Staemmen. Uebertragung von Bacillus popilliae-Plasmiden auf Bacillus thuringinesis.
Das Projekt "Spezifitaetscharakterisierung ausgewaehlter Proteasen im Hinblick auf deren enzymtechnischen Einsatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Fakultät für Biowissenschaften, Pharmazie und Psychologie durchgeführt. Ausgehend vom selbst erarbeiteten Standard sowie des Literaturkenntnisstandes proteasekatalysierter Biotransformationen ist eine weitere Spezifitaetscharakterisierung der Enzyme sowie eine Optimierung des Enzymeinsatzes unter oekologisch und oekonomisch relevanten Bedingungen eine wichtige Zielstellung. Auf der Grundlage der eigenen synthetischen Bereitstellung der Ausgangsverbindungen wird die Spezifitaet der S-subsites ausgewaehlter Proteasen untersucht. Neben einer umfangreichen Sequenzvariation der einzusetzenden nucleophilen Aminokomponenten wird der Einfluss von pH, Loesungsmittelkonzentration und Salzkonzentration auf den Acyltransfer anhand von Modellreaktionen studiert. Aus den Untersuchungen werden Schlussfolgerungen fuer die praeparative Anwendung von Acyltransferreaktionen abgeleitet.
Das Projekt "Enzymaktivitaeten und mikrobielle Populationen der Horizont-Abfolge einer sauren Braunerde unter Buche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Institut für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz durchgeführt. Auf der Grundlage neuentwickelter, loeslicher Polysaccharid/Protein-Farbstoff-Konjugate wurden in einem an Mikrotiter-Platten adaptierten, methodisch einheitlichen Testsystem die Aktivitaeten extrahierbarer, endo-spaltender Cellulasen, Xylanasen, Amylasen, 1,3-beta-Glucanasen, Chitinasen und Proteasen der Horizontabfolge L, F, H, Ahh und Aeh einer sauren Braunerde unter Buche ermittelt (Solling B 1). Parallel hierzu wurden unter Verwendung dieser Konjugate als C- bzw N-Quelle die Populationsdichten (CFU) der entsprechenden Gruppen an polysaccharid- bzw proteinabbauenden Bakterien und Actinomyceten bzw Pilzen bestimmt (plate clearing assay). Zu allen Terminen wurden die hoechsten extrahierbaren Enzymaktivitaeten in dem Auflagehorizont F (gefolgt von L) gemessen. Demgegenueber waren idR die Aktivitaeten in dem Horizont H und in dem Uebergangshorizont Ahh signifikant geringer. In dem mineralischen Horizont Aeh wurden stets nur Spuren nachgewiesen. Die Aktivitaetsprofile nach gelpermeationschromatographischer Auftrennung von Extrakten waren nahezu deckungsgleich und stimmten mit den Elutionsprofilen der loeslichen Huminstoffe bzw Proteine ueberein. Die hoechsten Populationsdichten (CFU) polysaccharid- bzw proteinabbauender Bakterien- und Actinomyceten bzw Pilze wurden zu allen Terminen in den Horizonten H und Ahh nachgewiesen. Demgegenueber wurden bis zu 100 Prozent geringere Dichten in dem mineralischen Aeh-Horizont ermittelt. Die jeweils hoechsten Dichten wurden fuer die xylan-, staerke- bzw chitinabbauenden, die niedrigsten Dichten fuer die proteinabbauenden Populationen bestimmt.
Das Projekt "Umweltchemie 'Boeden' - Kostenoptimiertes Beprobungsmuster" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leoben, Institut für Rohstofforschung, Fachbereich Geo-Systemanalyse durchgeführt. Der Gehalt an Phosphatasen ist entscheidend fuer die Qualitaet eines Bodens. Phosphatasen sind Enzyme, welche Phosphorverbindungen spalten koennen, wie sie u.a. auch in der Landwirtschaft verbreitet als Kunstduenger oder Insektizide eingesetzt werden. Von einem Hektar Gruen- bzw. Ackerflaeche wurden Bodenproben nach einem festgelegten Muster gezogen und auf Protease und Phosphatase analysiert. Ziel dieser Untersuchung war die Ermittlung eines nach Kosten und Arbeitsaufwand optimierten Beprobungsnetzes, um den Mittelwert eines Hektars mit hinreichender Genauigkeit zu bestimmen. Um eine vermutete Ortsabhaengigkeit der Variablen beruecksichtigen zu koennen wurden neben Methoden der klassischen Statistik auch geostatische Verfahren eingesetzt. Die Strukturanalyse der Daten laesst zusammengefasst folgende Schluesse zu: - Protease im Gegensatz zu Phosphatase besitzt weder im Acker noch im Gruenland eine raeumliche Abhaengigkeit, - insgesamt ist die Ortsabhaengigkeit im Gruenland wesentlich ausgepraegter als im Ackerland. Waehrend bei Protease keine Ortsabhaengigkeit vorliegt, so kann fuer Phosphatase die Einflusszone mit etwa 30 m (600 Einheiten in der Abbildung) geostatistisch nachgewiesen werden. Daraus ergibt sich die Moeglichkeit einen Hektar mit 16 gleichmaessig verteilten Einstichen zu beproben, die dann als Mischprobe analysiert werden koennen. Durch solche geostatische Untersuchungen konnte die Probenanzahl um 250 Prozent verringert werden. Das mit der Strukturanalyse erstellte theoretische Modell bildet die Grundlage fuer ein Flaechenkriging um die oertliche Verteilung der Erwartungswerte darzustellen. (Kurzbeschreibung gekuerzt)
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