Catalytically Active Inclusion Bodies: Neue Träger-freie Enzymimmobilisate für die Biokatalyse

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Die Akzeptanz von Biokatalyse in der synthetischen Chemie und ihre Verwendung in entsprechenden industriellen Verfahren ist immer noch begrenzt. Kommerziell erhältliche Biokatalysatorpräparationen sind häufig wenig aktiv und/oder wenig rein und daher nicht für die synthetische Chemie geeignet. Die Enzymproduktion im großen Maßstab wird durch teure und aufwendige Reinigungsschritte erschwert. Enzymimmobilisationsverfahren, welche eine einfache Nutzung und Wiederverwendung sowie Stabilisierung des Biokatalysators erlauben würden, sind häufig mit großem Aufwand und damit hohen Kosten verbunden.

Daher werden dringend neue Konzepte und innovative Verfahren für die Biotransformation benötigt. Insbesondere müssen generische Methoden entwickelt werden, um einen einfachen Zugang zu einer systematisch organisierten Toolbox verschiedener Biokatalysatoren in einem stabilen und einfach handhabbaren Format zu erhalten. Gleichzeitig sollten diese Methoden eine einfache Maßstabsvergrößerung erlauben, um industrielle Prozesse ökonomisch realisieren zu können.

Am Institut für Molekulare Enzymtechnologie der Heinrich Heine Universität Düsseldorf wurde eine neue Methode zur Herstellung von Trägermaterial- und Zell-freier Enzymimmobilisate entwickelt. Diese ermöglicht die Bildung katalytisch-aktiver Enzymaggregate sog. inclusion bodies (catIBs), die als in Wasser und in organischen Lösungsmitteln unlösliche Aggregate innerhalb der Zelle akkumulieren und mittels eines einfachen Zwei-Schritt Protokolls gereinigt werden, ohne dass dafür chromatografische Verfahren benötigt werden. CatIBs sind biologisch abbaubare Enzymimmobilisate mit großem Anwendungspotential in der synthetischen Chemie und chemischen Industrie.

Der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik beschäftigt sich mit der Optimierung des CatIB Produktionsverfahrens unter Verwendung der RAMOS- und BioLector-Technologie.