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Fallstudie

BIOTECH

Enzyme, die aus
der Kälte kamen

Europäische Forscher entdecken industriell verwertbare Enzyme in den wohl menschenfeindlichsten Gebieten der Erde.

 

 

Die meisten Organismen, die derzeit in der Industrie verwendete Enzyme enthalten - Nahrungs- und Reinigungsmittel, Schadstofferfassung durch Biosensoren ­, leben in Umgebungen mit Temperaturen zwischen 30°C und 40°C. Die Wirksamkeit ihrer Enzyme ist demnach extrem temperaturabhängig, was zur Folge hat, dass für zahlreiche Prozesse die Temperatur erhöht werden muss; im günstigen Fall ist dies teuer, im schlimmsten Fall unmöglich. Zu gewährleisten, dass die Enzymtätigkeit auch bei Niedrigtemperaturen ihre hohe Leistungsfähigkeit behält, zählt zu den wichtigsten Zielen der Industrie. Aber wo liegt die Lösung? Natürlich dort, wo es kalt ist.

Nächster Halt: Antarktis
Forscher haben zahlreiche Mikroorganismen entdeckt, die sich an extreme Bedingungen perfekt angepasst haben ­ an Temperaturen um 100°C, aber auch an säurehaltige oder alkalische Umgebungen oder extrem hohe Salzgehalte.
Im Rahmen des Projekts "Coldzyme", an dem neun Teams mitarbeiten, haben Forscher z.B. die Enzyme tausender Mikroorganismen aus der Antarktis untersucht, um ihre Anpassungsfähigkeit an Kälte zu erforschen. In diesem Projekt arbeiten Forschungsgruppen von Universitäten und Unternehmen aus sechs Ländern zusammen. Sie befassen sich mit Enzymaktivitäten, die für biotechnologische Anwendungen von Interesse sind.
Innerhalb eines Jahres gelang es, die dreidimensionale Struktur zu entschlüsseln und zwei bedeutende Enzyme patentieren zu lassen: Alpha-Amylase, das in der Brotherstellung, im Textilbereich, der Brauerei und Waschmittelindustrie Anwendung finden und ein Kalzium-Zink-Protease, das für Reinigungsmittel und die Fleischverarbeitung von großem Nutzen sein könnte. Sie sind auch auf das Geheimnis der Enzyme gestoßen: Ihre extreme Flexibilität erlaubt ihnen, sich problemlos zu verformen und so ihre Funktion zu erfüllen. Die beteiligten Industriepartner haben schon damit begonnen, gewisse Enzyme zu testen, während die übrige Industrie die Arbeiten durch die Mikrobiologische Industrieplattform des BIOTECH-Programms mitverfolgt hat. Auch diese Unternehmen sind an diesem Projekt interessiert, da es neue Möglichkeiten für die "Zellfabrik" und insbesondere Kälteschock-Proteine, genetische Kontrollsysteme, Membranzusammenstellungen und Exkretionsmechanismen eröffnet hat. Die potentiellen Anwendungsgebiete in der Industrie sind riesig.

       
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