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B11 Dynamik metabolischer Netzwerke zur Produktion rekombinanter Glycosyltransferasen

(Wittmann)

Die Produktion von Glycosyltransferasen durch Aspergillus niger und Bacillus megaterium soll auf der Ebene der metabolischen Netzwerke charakterisiert und optimiert werden. Dabei steht der zentrale Kohlenstoffwechsel im Fokus, da er Schlüsselaufgaben bei der Synthese der Zielproteine übernimmt. Für die geplanten Untersuchungen sollen Ansätze der 13C-basierten Stoffflussanalyse entwickelt und für die Quantifizierung der metabolischen Flüsse, d. h. der in vivo Aktivität von Enzymen und Stoffwechselwegen, in beiden Organismen eingesetzt werden.

 

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Die Arbeiten werden in enger Verzahnung mit Teilprojekten der Bereiche A und B für die Identifizierung von Stoffwechsellimitierungen und eine darauf aufbauende rationale Optimierung von Produktionsstämmen und Prozessführung, z. B. durch gezielte gentechnische Eingriffe in zentrale Stoffwechselwege genutzt werden. Darüber hinaus werden sie wichtige Daten für die systembiotechnologische Modellbildung bereitstellen und einen signifikanten Beitrag zur Überprüfung und Verbesserung der metabolischen Modelle leisten, die im SFB mit verschiedenen Ansätzen generiert werden. Hierbei stellt die Flussanalyse die wichtige Verbindung zwischen den laufenden Arbeiten zu Proteom und Transkriptom und dem physiologischen Phänotyp dar, der sich unmittelbar aus der intrazellulären Flussverteilung ergibt.

 

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Die geplanten Untersuchungen von B. megaterium fokussieren sich dabei auf neue Konzepte, um dynamische und produktionsrelevante Prozesse wie Hochzelldichtekultivierungen, zu analysieren. Für den Eukaryonten A. niger, auf der Ebene metabolischer Flüsse im SFB bislang nicht erforscht, wird die Methodik, aufbauend auf einer Optimierung des Mediums, zunächst für Untersuchungen metabolischer Stoffflüsse unter definierten Bedingungen (Variation des Environoms, Vergleich von Mutanten) erarbeitet und eingesetzt, die mittelfristig auf produktionsrelevante Bedingungen ausgedehnt werden sollen. Von besonderem Interesse ist hier das Zusammenspiel zwischen Morphologie, Metabolismus und Produktionseigenschaften.

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