Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovatives enzymatisches Verfahren zur Semisynthese von Taxanen

12.09.2016

Das wissenschaftliche Ziel eines erfolgreich abgeschlossenen Projektes war die Entwicklung eines innovativen und nachhaltigen biotechnologischen Verfahrens zur Synthese des therapeutischen Wirkstoffs Taxol® und weiterer, an der Seitenkette modifizierter Taxane. Das technische Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines Membran-Kontaktors, welcher zur Synthese und in-situ Extraktion der Reaktionsprodukte genutzt wurde.

Paclitaxel, bekannter unter dem Warenzeichen Taxol®, ist ein wirksames Zytostatikum. Die therapeutischen Anwendungen sind erheblich und haben steigende Tendenz. Die Vollsynthese ist wegen der komplizierten Struktur nicht rationell durchführbar. Zunehmendes Interesse besteht an Taxan-Derivaten, die sich durch deutlich geringere Nebenwirkungen auszeichnen.


Ansicht des Enzym-Membran-Kontaktors


Prinzip des Enzym-Membran-Kontaktors

Es wurden Strategien der Hochzelldichtefermentation für die Wirtsorganismen E. coli und Pichia pastoris auf der Basis adaptierter Fermentationsmedien entwickelt. Damit konnte die Zelldichte von 33 g/L auf 328 g/L um den Faktor 10 erhöht werden. Dementsprechend stand auch nach dem Zellaufschluss die zehnfache Enzymmenge für die weiteren Umsetzungen zur Verfügung.

Das wichtigste Ergebnis war der Enzym-Membran-Kontaktor (siehe Abbildungen), der an die Anforderungen der Taxol®-Biosynthese angepasst war. Die Enzymlösung mit den Substraten wurde durch das Innere eines Hohlfasermoduls gepumpt. Auf der Außenseite wurde ein organisches Lösungsmittel geführt, welches selektiv das Produkt aus der Enzymlösung extrahierte. Auf diese Weise wurde die Produktaufreinigung wesentlich vereinfacht.

Durch eine instationäre Strömungsführung (Pulsation) wurde eine Verbesserung des Stoffüberganges durch die Hohlfasermembran in Extraktionsversuche erreicht.

Somit konnte der Kontaktor soweit qualifiziert werden, dass Extraktionsversuche mit Baccatin III und Benzaldehyd als Modell für die Seiten-kette erfolgreich durchgeführt und mittels der at-line-HPLC optimiert werden konnten.

Weiterhin konnten aktivierte NAC-und CoA-Derivate von α-Phenylalanin und β-Phenylalanin im Bereich von 10 - 50 mg hergestellt werden. Es wurde zusätzlich eine adaptierte at-line HPLC-Prozessanalytik entwickelt und integriert.

Der Enzym-Membran-Kontaktor kann auch für andere membrangestützten Prozesse eingesetzt werden, z.B. zur Wirkstoffextraktion oder in der Abwasserbehandlung.

Kontakt:
Dr. Dieter Frense
Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V.
Rosenhof
37308 Heilbad Heiligenstadt
Tel.: +49 3606 671320
e-mail: dieter.frense@iba-heiligenstadt.de

Sebastian Kaufhold | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.iba-heiligenstadt.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie