Enzym-Schöpfer

Enzym-Schöpfer

Like This Video 0 Susanne
Added by 24. April 2016


 

Durchmusterungsstrategien für das Verständnis der Bausteine des Lebens

 

Mit der „Directed Evolution“ wollen Biochemiker das Universum der Enzyme entschlüsseln und es für das Protein-Engineering in der Biotechnologie nutzbar machen. Auf dem Industrial Biotech Forum hat der Biochemiker Ulrich Schwaneberg von der RWTH Aachen berichtet, werden mögliche Enzyme mit Durchmusterungsstrategien untersucht.

 

Link-Empfehlung der Redaktion zum Thema:

Die Reportage berichtet, wie molekulare Systembiologen die Geheimnisse des Stoffwechsels in einer Zelle ausspüren – und dabei Grundlagenwissen für das Protein Engineering entwickeln, das Biotechnologen künftig dazu verhelfen wird, Vom Probieren zum Konstruieren zu gelangen.

 

Mehr Infos zum Inhalt des Videos:

Natürliche Enzyme finden sich in Brot oder Käse, die Industrie nutzt diese chemischen Katalysatoren aber auch für Waschmittel oder Kosmetika. Doch deren vielfältige biotechnologische Möglichkeiten sind längst noch nicht erschlossen – vor allem deshalb, weil es schier unendlich viele Varianten gibt, deren Durchmusterung auf Nutzbarkeit nicht nur neue Technologien, sondern auch neue Strategien erfordert. Enzyme sind komplexe Makrostrukturen, die aus mindestens zwanzig verschiedenen chemischen Bausteinen bestehen. Daraus ergibt sich eine Variantenvielfalt für mögliche Enzyme, die um den Faktor 100 größer als die Zahl sämtlicher Sterne im Universum ist. Das macht die Dimension der Aufgabe transparent, vor der Biochemiker heute stehen.

Der Biotech-Bereich, der sich mit der Erschließung dieses grundlegenden Wissens über Enzyme und dessen industriellen Nutzungsmöglichkeiten befasst, wird heute als „Directed Evolution“ bezeichnet. Prof. Ulrich Schwaneberg von der RWTH Aachen ist einer dieser Enzym-Schöpfer; seit fünfzehn Jahren ist er mit seiner Forschungsgruppe auf der Suche nach neuen Methoden, das Potenzial der Enzyme zu ergründen. Dafür hat er vor einigen Jahren ein technologisches Patent entwickelt, mit dem es möglich ist, mehr als drei Millionen verschiedene Varianten von Enzymen zu durchmustern. Doch die Durchmusterung allein kann nicht helfen, diese gewaltige Zahl von Möglichkeiten zu durchsuchen. Gebraucht werden Strategien für die zielgerichtete Suche. Mit seiner „KnowVolution“ hat er eine Wissensbank konzipiert, die dazu dient, Strukturveränderungen in den Enzymen mit bestimmten chemischen Wirkungen in systematische Verbindung zu bringen.

Mit computerunterstützten Methoden spürt er Schlüsselpositionen in den Enzymen auf, die für bestimmte verbesserte Eigenschaften oder besondere chemische Aktivitäten typisch sind. Mit den Algorithmen der KnowVolution lässt sich, so sagt Schwaneberg, schon heute die Zahl der Varianten, die tatsächlich untersucht werden muss, drastisch senken. Und mit jeder Durchmusterung wird das Strukturwissen größer. Damit beginne jetzt bald die Zeit, in der die Wissenschaft Enzyme für bestimmte Anwendungen maßschneidern könne.


 
Erstsendung: April 2016

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