Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Trennverfahren für Proteine: Künstliche Membran eröffnet neue Perspektiven der Biotechnologie

26.03.2015

Wissenschaftler der Universität Hohenheim entwickeln künstliches Membransystem / Anwendung beispielsweise in der Medikamentenproduktion

Die Natur ist schon lange in der Lage Proteine zu trennen. Mit einem neuen biotechnologischen Verfahren soll dies künftig auch künstlich möglich sein. Daran arbeiten derzeit Wissenschaftler der Universität Hohenheim um Prof. Dr.-Ing. Rudolf Hausmann, Leiter des Fachgebiets Bioverfahrenstechnik.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das Vorhaben mit über 323.000 Euro. Damit gehört es zu den Schwergewichten der Forschung an der Universität Hohenheim.

Proteine sind Grundbausteine unseres Lebens und besitzen eine Schlüsselstellung für viele biologische und technische Prozesse. Sie werden auch in der Medizin zunehmend als Medikamente eingesetzt. Damit wird es immer wichtiger verschiedene Proteine sauber voneinander zu trennen um sie verwenden zu können.

Mögliche Anwendung

„Die sogenannte selektive Trenntechnik ist ein zentrales Problem der Verfahrenstechnik“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Hausmann. Wenn das Verfahren einmal an der Universität Hohenheim entwickelt ist, seien die Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis beliebig groß. Unter anderem könne man das Verfahren in der Produktion von medizinischen Proteinen verwenden.

Daher fördert das BMBF die Entwicklung nächster Generationen biotechnologischer Verfahren, die ausdrücklich die Grundlagen schaffen sollen für eine zukünftige industrielle Biotechnologie. Ziel ist eine Methode zu entwickeln, die die Herstellung neuer Bioprodukte ermöglicht.

Natur als Vorbild

Vorbild für das Forschungsprojekt ist der sogenannte Golgi-Apparat in lebenden Zellen. In ihm werden Proteine in aufeinanderfolgenden Abteilungen, getrennt durch Membranen, modifiziert.

Mal wird ein Zucker- oder Fettsäurerest angehängt, mal das Protein phosphoryliert, damit sie in der Zelle ihren Platz und ihre Aufgabe finden. Genau das will Prof. Dr.-Ing. Hausmann gemeinsam mit der Doktorandin Dipl.-Biol. Ramona Bosch schaffen: Proteine, die sich biochemisch kaum voneinander unterscheiden, mit diesem Verfahren zu trennen.

„Unser Ansatz besteht aus drei Stufen“, erklärt die Doktorandin Ramona Bosch: „Wir produzieren künstliche Proteine, diese werden mit Lipiden zu einheitlich künstlichen Membrandisketten – sogenannten Nanodisks – zusammengebaut. Die Nanodiscs werden anschließend zu Membranen zusammengefasst.“

Einfach ausgedrückt soll das Trennverfahren folgendermaßen funktionieren, wie Dipl.-Biol. Bosch erklärt: Man stelle sich einen Bioreaktor vor, der durch mehrere dieser Membranen in Abteilungen unterteilt ist. Gibt man nun ein Proteingemisch in die erste Abteilung, so können nur bestimmt Proteine, die eine Art biochemischen Passierschein haben durch die erste Membran in die nächste Abteilung.

Die zweite Membran können wiederum nur gewisse Proteine passieren, die für diese Membran den passenden Schein haben. So funktionieren alle Membranen der Reihe nach. Hat ein Protein nur einen Passierschein, kann es nur durch die erste Membran. Hat es allerdings mehrere, so kann es auch mehrere Membranen passieren. Auf diese Weise wird das Proteingemisch präzise getrennt.

Hintergrund: Forschungsprojekt

Der vollständige Name des Forschungsprojekts lautet „Selektive Kompartiment-Membranen: Neue Bausteine zur Konstruktion kontinuierlicher Reaktoren für die zellfreie Proteinbiosynthese mit angrenzendem in vitro Golgi-Apparat zur (bio)katalytischen Proteinmodifikation“. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Projekt drei Jahre lang mit über 323.000 Euro. Projektpartner sind Prof. Dr. Matthias Franzreb (Karlsruher Institut für Technologie), Prof. Dr. Kay-E. Gottschalk, Dr. Frank Rosenau, Prof. Dr. Tanja Weil und PD Dr. Ulrich Ziener (alle Universität Ulm) sowie Dr. Martin Siemann (Universität Stuttgart).

Hintergrund: Schwergewichte der Forschung

Rund 32,8 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der Universität Hohenheim im Jahr 2013 für Forschung und Lehre. In loser Folge präsentiert die Reihe „Schwergewichte der Forschung“ herausragende Forschungsprojekte mit einem Drittmittelvolumen von mindestens 250.000 Euro bei den Experimental- bzw. 125.000 Euro bei den Buchwissenschaften.

Kontakt für Medien:
Prof. Dr.-Ing. Rudolf Hausmann, Universität Hohenheim, Fachgebiet Bioverfahrenstechnik,
Tel.: 0711/459 24720, E-Mail: Rudolf.Hausmann@uni-hohenheim.de

Dipl.-Biol. Ramona Bosch, Universität Hohenheim, Fachgebiet Bioverfahrenstechnik,
Tel.: 0711/459-24724, E-Mail: r.bosch@uni-hohenheim.de

Text: A. Schmid

Florian Klebs | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-hohenheim.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kupferhydroxid-Nanopartikel schützen vor toxischen Sauerstoffradikalen im Zigarettenrauch
30.03.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung
30.03.2017 | Universität Basel

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: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE