Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pflanzenverteidigung als Biotech-Werkzeug

25.11.2015

Gegen gefräßige Käfer oder Raupen schützen sich Pflanzen mit Blausäure. Bestimmte Enzyme setzen die giftige Substanz frei, wenn die Pflanze angeknabbert wird. Diese Enzyme sind auch für die Industrie wichtig. acib hat ein neues Enzym aus einem Farn isoliert, das alle bisher industriell genutzten in den Schatten stellt.

Verteidigungsstrategien sind nicht nur beim Schach oder Militär eine wichtige Sache, sondern auch in der Natur. Besonders Pflanzen sind Meister in dieser Disziplin. Einige Steinobst- oder Mandelbäume und Farne verteidigen ihre jungen Knospen gegen Fraßschädlinge mit Blausäure. Das Gift vertreibt den größten Feind. Verantwortlich dafür ist ein Enzym namens Hydroxynitrillyase (HNL), das molekular gespeicherte Blausäure freisetzen kann.


acib-Forscherin Elisa Lanfranchi nimmt Farnproben im Wald

acib

Was für die Pflanzen nützlich ist, ist auch in der Industrie gefragt. Hier macht man sich die umgekehrte Reaktion der HNL-Enzyme zunutze, die es erlaubt, Blausäure wieder an verschiedene Moleküle zu binden. Dadurch entsteht doppelter Nutzen.

Einerseits ermöglicht es, unerwünschte Blausäureabfälle zu verwerten, die zum Beispiel bei der Herstellung von Acrylnitril frei werden. Acrylnitril kommt nicht nur in Klebstoffen zum Einsatz, es ist auch Ausgangsmaterial für Polyacrylnitril oder „Polyacryl“, eine wichtige Faser für Textilien.

Andererseits gewinnt man mit HNL-Enzymen wertvolle Bausteine für pharmazeutische Wirkstoffe oder die Vitamin-Synthese. Der industriellen Anwendung kommt zugute, dass die HNL-Enzyme extrem spezifisch sind. Im Idealfall macht man also aus billigen (oder giftigen) Vorstufen ungiftige und wertvolle Produkte.

Erste HNL-Enzyme wurden Mitte der 1990er-Jahre erfolgreich an der TU Graz entwickelt und später industriell eingesetzt. Die neuen Möglichkeiten in der Synthese von hochwertigen Produkten hat das industrielle Interesse erst richtig geweckt.

Die frühen Enzyme können freilich nicht alle Anforderungen erfüllen, man sucht also nach neuen HNL-Biokatalysatoren. Im Rahmen des EU-Projekts Kyrobio, bei dem es um Herstellungswege für neue Moleküle geht, haben acib-ForscherInnen erfolgreich nach diesen Biowerkzeugen Ausschau gehalten.

Enzymaktivität riechen

Fündig wurden die ForscherInnen Margit Winkler, Elisa Lanfranchi und Anton Glieder im Hasenfußfarn. Dass der Farn dieses Enzym nutzt, haben die Forscher quasi erschnuppert. „Wenn man einen jungen Farnwedel zwischen den Fingern zerreibt, riecht es nach Blausäure und Benzaldehyd (ähnlich wie Marzipan), sofern dieses Enzym aktiv ist“, erklärt Margit Winkler, „wir haben in den Wäldern Nachschau gehalten und im Handel“.

In dreieinhalb Jahren haben die acib-Forscherinnen in Graz in Frage kommende Enzyme unter die Lupe genommen, deren Struktur untersucht, die Biokatalysatoren biotechnologisch hergestellt und auf ihre Aktivität getestet. Letztendlich waren die Enzyme eines kommerziellen Hasenfußfarns aus dem Baumarkt die vielversprechendsten. Der steirische Adlerfarn zeigte ebenfalls Aktivität und wird genauer erforscht.

Das neue Enzym hat eine ausgesprochen hohe Aktivität, obwohl es noch nicht einmal optimiert sei. „Unsere Farn-HNL ist effizienter und auch einfacher zu handhaben als die bisher verwendeten, weil es ein kleines, unkompliziertes Enzym ist“, sagt Prof. Anton Glieder (TU Graz und acib). Ideale Voraussetzungen also für die Industrie. Das Anwendungsspektrum ist riesig: Es reicht vom Pflanzenschutz bis zur Produktion von Repellents gegen Gelsen und Co.

Die acib-Methode zum Entdecken neuer Enzymaktivitäten in der Natur wurde eben im Journal Current Biotechnology veröffentlicht: http://goo.gl/6ZAWqt

Über acib
Das Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) ist ein internationales Forschungszentrum für industrielle Biotechnologie mit Standorten in Wien, Graz, Innsbruck, Tulln, Hamburg und Bielefeld (D), Pavia (I), Barcelona (E) und Rzeszow (P). Das acib versteht sich als internationales, wissenschaftlich-industrielles Netzwerk von 130+ Partnern, darunter Biomin, Boehringer Ingelheim RCV, DSM, Lonza, Sandoz oder VTU Technology.
Beim acib forschen und arbeiten 200+ Beschäftigte an mehr als 70 Forschungsprojekten, bei denen es darum geht, herkömmliche industrielle Prozesse und Produkte durch umweltfreundlichere und wirtschaftlichere Zugänge zu ersetzen.
Eigentümer sind die Universität für Bodenkultur Wien, die TU Graz, die Universitäten Innsbruck und Graz sowie Joanneum Research. Öffentliche Fördermittel bekommt das acib von der Forschungsförderungsgesellschaft der Republik Österreich (FFG), der Standortagentur Tirol, der Steirischen Wirtschaftsförderung (SFG), dem Land Niederösterreich und der Wirtschaftsagentur der Stadt Wien.

Rückfragen
DI Dr. Margit Winkler, acib, +43 316 873 9333, margit.winkler@acib.at
DI Thomas Stanzer MA, public relations/acib GmbH, +43 316 873 9312, thomas.stanzer@acib.at

Weitere Informationen:

http://www.acib.at
http://goo.gl/6ZAWqt

Thomas Stanzer | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

nachricht Einen Schritt näher an die Wirklichkeit
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie

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: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics