Forschungsvorhaben 2019

Effizienzsteigerung kunststoffabbauender Enzyme durch gezielte Veränderung von Proteinstrukturelementen

Zielsetzung und Innovationsaspekt

PET ist ein Kunststoff, der in großen Massen hergestellt wird. Die Recyclingproblematik dieses Materials ist aber noch nicht befriedigend gelöst.
Ein umweltfreundlicher biokatalytischer Abbau von PET ohne Zugabe von toxischen Substanzen soll ermöglicht werden.
In diesem neuen Verfahren erzeugen Bakterien ein Enzym, das in der Lage ist, PET zu zerlegen. Noch sind diese Prozesse zu langsam für großtechnische Maßstäbe – dies zu beschleunigen ist Ziel des Forschungsprojekts.

Funktionsweise

Es werden neue Varianten der natürlichen Enzyme durch das sogenannte „Loop Swapping“ hergestellt.
Die Bedeutung der Loops ist für die Reaktionsgeschwindigkeit zentral: Sie bestimmen das reaktive Milieu um das aktive Zentrum eines Enzyms und sind daher verantwortlich für die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Reaktion.
Computergestützte Dockingsimulationen führen zu einem verbesserten Enzymdesign, das dann im Labor experimentell umgesetzt wird.

Zielsetzung und Innovationsaspekt

Die Online-Überwachung der Trinkwasserqualität mit einfachen Mitteln ist heute noch ein ungelöstes Problem.
Ziel des Projekts ist der Aufbau eines einfachen, günstigen und robusten Online-Biosensors zur Überwachung von Trinkwasser.
Der Sensor soll Krankheitserreger spezifisch feststellen können.

Funktionsweise

Es werden spezifische Nukleotide genutzt, welche auf funktionalisierten Bündeln von ausgerichteten Carbon-Nano-Tubes aufgesetzt werden.
Diese Bündel werden einzeln elektrisch kontaktiert.
Die Änderung eines elektrischen Signals bei spezifischem Andocken von Keimbestandteilen wird detektiert, und der Keim wird somit identifiziert.