ERA-IB 7: TIPs - Thermostabile Isomerasen in der Biotechnologie

Ziel des Vorhabens ist die Identifizierung und detaillierte biochemische und strukturelle Charakterisierung von neuartigen hitzestabilen Isomerasen mit biotechnologischem Potential aus thermophilen Mikroorganismen und Metagenomen. Das Projekt ist dem Teilbereich "Neuartige Systeme für neue und nachhaltige Prozesse unter Verwendung von Enzymen als Biokatalysatoren" des 7. ERA IB2 Aufrufs zugeordnet. Die Isomerasen umfassen drei Typen: (i) Zucker-Isomerasen, für die Produktion neuartiger Zucker als Kalorien-freien Süßstoffe und als Bausteine von pharmazeutischen Wirkstoffen; (ii) Disulfid-Isomerasen für die Verbesserung der Protein-Faltung und -Stabilität von Industriellen Enzymen, und (iii) Chalkon-Isomerasen, die an der Umwandlung von Flavonoiden, d.h. von Sekundärmetaboliten mit wichtiger Funktion als natürliche Farbstoffe, Antioxidantien, sowie als anti-mikrobielle und anti-inflammatorische Wirkstoffe. Die Thermo- stabilen Isomerasen erlauben neue Möglichkeiten für kompetitive und nachhaltige Prozesse der Grünen Biotechnologie als Ersatz für konventionelle chemische Syntheseprozesse. Ausgehend von Genomen (hyper)thermophiler Mikroorganismen und von Metagenomen thermophiler Standorte sollen mit bioinformatischen Methoden Gene identifiziert werden, die für geeignete Isomerase-Enzyme kodieren. Geeignete Gene von (hyperthermophilen) Isomerasen sollen heterolog exprimiert werden und die rekombinanten Enzyme nach Reinigung detailliert biochemisch, und strukturell charakterisiert und in Bezug auf biotechnologische Anwendung analysiert werden. Dabei sollen insbesondere auch kinetische Parameter mit relevanten Substraten und die Stabilität gegenüber Temperatur, organischen Lösungsmitteln und pH analysiert werden.