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TF2 Rekombinante Produktion neuartiger Phytasen mit Bacillus megaterium

 

(Jahn)

Die Aufgabe dieses Transferbereichs ist eine rasche Übernahme der im Sonderforschungsbereich SFB 578 erarbeiteten Kenntnisse in die industrielle Praxis und die Einbeziehung der daraus gewonnenen Anwendungserkenntnisse in die weitere Grundlagenforschung. Der Industriepartner für diesen Transferbereich ist das in Ludwigshafen ansässige Chemieunternehmen BASF AG. Dort ist das Know-how von der gentechnischen Konstruktion von Produktionsorganismen, über das Upscaling bis hin zur großtechnischen Produktion vorhanden. Für eine erfolgreiche und schnelle Umsetzung schwieriger Projekte ist das Unternehmen an alternativen Produktionsorganismen wie Bacillus megaterium zu den bisher vorhandenen sehr interessiert.

Phytasen sind weit verbreitete Enzyme, welche in Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen zu finden ist. Sie spalten den Pflanzenspeicherstoff Phytat in Inositol und anorganisches Phosphat. Da das Phytat selber von Nutztieren nicht genutzt werden kann, stehen im Bereich der Tierernährung Phytasen bereits seit 1991 im Fokus der BASF AG. Erst nachdem das gebundene Phosphat durch Phytasen freigesetzt wird, ist es für die Nutztiere verfügbar. Da andernfalls das anorganische Phosphat erst von der Enddarmflora aus Phytat freigesetzt und nicht mehr gebraucht ausgeschieden wird, verringert eine enzymatische Behandlung die Belastung der Böden und Grundwässer mit anorganischem Phosphat.

Bacillus Megaterium

Elektronenmikroskopische Aufnahme von in LB Medium gewachsenen Bacillus megaterium. Manfred Rohde, HZI, Braunschweig, 2007.

 

Das Gram-positive Bakterium B. megaterium ist besonders wegen seiner Fähigkeit zur Proteinsekretion ein attraktiver Organismus für die biotechnologische Nutzung. Die im SFB 578 entwickelten Plasmide und B. megaterium-Stämme, welche hinsichtlich der Produktion und Sekretion rekombinanter Proteine optimiert wurden, sollen in diesem Transferbereich genutzt werden. Weitere Optimierungen des Sekretionsapparates und die Untersuchung neuer Exportsequenzen sollen ebenso in die Protein-Produktion einfließen. Für ein Screening nach neuartigen Phytasen mit verbesserter Temperatur- und pH-Stabilität, soll die natürliche Kompetenz zur Aufnahme von DNA in B. megaterium entwickelt werden. Die Erhöhung der DNA Transfereffizienz vereinfacht darüber hinaus genetische Untersuchungen mit grundlegenderen Fragestellungen.

Die im SFB 578 entwickelte Methodik wird somit auf eine kommerziell relevante Fragestellung angewandt, weiterentwickelt und kann dann wiederum für neue Untersuchungen eingesetzt werden.

 

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