Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf der Suche nach promisken Enzymen

14.12.2005


Leuchten weist den Weg: Gekoppelter Enzymtest hilft bei der Suche nach einem passenden Biokatalysator

... mehr zu:
»Enzym »Luciferase »Mikroorganismus

Die chemische Industrie setzt auf Bio: Mit Hilfe von Biokatalysatoren, sprich Enzymen, lassen sich viele Produkte besonders effektiv, wirtschaftlich und umweltfreundlich herstellen. Für eine spezielle Reaktion ein passendes Enzym aus der Unzahl an natürlichen Enzymen auszudeuten, gleicht jedoch der Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Britische Forscher haben nun ein Screeningmethode entwickelt, mit der eine solche Suche systematisch, relativ rasch und einfach angegangen werden könnte.

Die meisten Umsetzungen, die der Chemiker gern in seinem Reaktor laufen lassen möchte, kommen in der Natur so nicht vor. Verständlich also, dass die Natur im Normalfall nicht einfach ein passendes Enzym bereit hält. Zuweilen lässt sich aber eines finden, das neben seiner eigentlichen Aufgabe - wenn auch mit einer geringen Aktivität - außerdem die Wunschreaktion katalysiert. Viele Enzyme setzen auch Verbindungen um, die ihrem natürlichen Substrat ähneln ("Substratmehrdeutigkeit"), andere Enzyme katalysieren sogar verschiedene Reaktionstypen ("Katalysatorpromiskuität"). Ein Enzym, dass eine gewisse Aktivität für die gewünschte Reaktion zeigt, kann durch gezielte Mutationen oftmals so weit optimiert werden, dass es produktionstauglich wird.


Aber wie findet man ein solches Enzym? John D. Sutherland und sein Team von der Universität Manchester haben anhand eines Beispielreaktion, der Umsetzung eines Alkohols zu einem Aldehyd, demonstriert, wie es gehen könnte. Erfolgsgeheimnis ist die Kopplung der Wunschreaktion an eine Folgereaktion, die sich einfach und sehr empfindlich detektieren lässt. Und so geht es: Die Forscher zerstückeln die gesamte Erbinformation eines Mikroorganismus und bauen einzelne Bruchstücke in Bakterien ein. Diese bilden Kolonien, die die entsprechenden Proteine in hoher Zahl herstellen.

Alle Kolonien zusammen repräsentieren somit die Gesamtheit der Proteine des Mikroorganismus, das "Proteom". Dem Medium wird nun der umzusetzende Alkohol zugegeben. Enthält eine der Kolonien ein brauchbares Enzym, wird es den Alkohol in einen Aldehyd verwandeln. Nun der Trick: Allen Bakterien wurde zusätzlich ein Gen eingepflanzt, das für das Enzym Luciferase codiert. Die Luciferase setzt Aldehyde zu den entsprechenden Säuren um. Dabei wird Energie in Form von Licht frei. Kolonien, in denen der zugegebene Alkohol zum gewünschten Aldehyd umgesetzt werden kann, geben sich durch ihr Leuchten leicht zu erkennen. Die Detektion ist so empfindlich, dass bereits sehr geringe Enzymaktivitäten auffallen. Leuchtende Kolonien werden dann selektiert, und anhand ihrer fremden Genschnipsel lässt sich das gesuchte alkoholumsetzende Enzym identifizieren.

John D. Sutherland | idw
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://www.chemistry.manchester.ac.uk/staff/staffprofile.php?un=sutherland
http://www.gdch.de

Weitere Berichte zu: Enzym Luciferase Mikroorganismus

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Vorstellung eines neuen Zellkultursystems für die Analyse von OPC-Zellen im Zebrafisch
23.10.2017 | DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien TU Dresden

nachricht Mehr Wissen über Proteine: Forscher aus Halle verbessern Massenspektrometrie-Verfahren
23.10.2017 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Antibiotikaresistenzen: Ein multiresistenter Escherichia coli-Stamm auf dem Vormarsch

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Sturmfeder bekämpft Orkanschäden

23.10.2017 | Maschinenbau

Vorstellung eines neuen Zellkultursystems für die Analyse von OPC-Zellen im Zebrafisch

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie