BMBF-Forschungsverbund „CEFOX - Zellfreie Synthese von pilzlichen Biokatalysatoren für die Herstellung biobasierter Inhaltsstoffe“ BMBF-Programm „Maßgeschneiderte biobasierte Inhaltsstoffe für eine wettbewerbsfähige Bioökonomie2“; Koordination des Gesamtverbundes Leitung des Teilprojekt 1 (FKZ 031B0831A)

Das Hauptziel des CEFOX-Vorhabens ist die Entwicklung neuer Synthesewerkzeuge auf der Grundlage von zellfrei exprimierten und maßgeschneiderten Oxidoreduktasen (vor allem Peroxygenasen aus Pilzen),um innovative Lösungen zur Beseitigung bestehender Engpässe bei der Herstellung von biogenen, terpenoiden Wirkstoffen und deren Metaboliten (u.a. APIs, modifizierte Steroide, etc.) und biomassebasierten Bausteinen (derivatisierte Fettsäuren und Glyceride/Lipide als Additive) zur Verfügung zu stellen. Dabei sollen die besonderen, z.T. einzigartigen Eigenschaften der avisierten Biokatalysatoren allein oder in intelligenten Enzymkaskaden gezielt genutzt werden. Später, in einer zweiten Phase, wird ihre Industrietauglichkeit gezeigt und ausgewählte Vertreter in zukünftige Leuchtturm-Technologien integriert. Das CEFOX-Konsortium konzentriert sich dabei auf das Auffinden einer neuartigen Vielfalt an oxidativen Biokatalysatoren, die sich aus der wachsenden Zahl entschlüsselter Pilzgenome ergibt. Neben Genomen aus Datenbanken werden im Rahmen des Projekts gezielt neue Pilze für die zellfreie Synthese-Plattform sequenziert und bezüglich Peroxygenasen und anderer Enzyme analysiert. Von besonderem Interesse sind bisher nicht kommerzialisierte, selbstgenügsame Häm-Thiolat-Peroxygenasen, die durch die zellfreie Proteinbiosynthese verfügbar gemacht werden und als vielseitiges Werkzeug für die funktionelle Genomik fungieren sollen. Die zellfreie Proteinsynthese erfolgt bisher mittels menschlicher, tierischer oder pflanzlicher Zelllysate und wird im Laufe des Projekts auch mit pilzlichen Zellbestandteilen durchgeführt. Perspektivisch ist die zellfreie Synthese von weiteren Hochleistungsproteinen möglich, wie z.B. von speziellen Membran- und Glykoproteinen sowie eine chipbasierte Proteinsynthese.

Laufzeit 2020-2023

Fraunhofer-Forschungsgruppen "PZ-Syn" Pilzbasierte zellfreie Synthese-Plattformen Leitung des Leitprojektes 3 „Homologe, heterologe und pilzzellfreie Proteinexpression“ FG Enzymtechnologie

Die Fraunhofer-Außenstelle mit dem Projekt PZ-Syn wird sich unter Mitwirkung von Frau Prof. K. Scheibner in Zusammenarbeit mit Herrn Dr. S. Kubick  in den nächsten Jahren mit der Entwicklung von neuen biotechnologischen Verfahren zur Produktion von hochwirksamen Proteinen befassen. Gereinigte Proteine spielen eine zunehmende Rolle als pharmakologische Wirkstoffe in der pharmazeutischen Industrie und als hochspezifische Biokatalysatoren für die Herstellung von Fein- und Spezialchemikalien in der chemischen Industrie. Mit dem neuen Technologieportfolio, welches auf den Expertisen von Partnern an der Technischen Universität Dresden, dem Fraunhofer IZI-BB sowie dem Institut für Biotechnologie an der BTU soll erstmals ermöglicht werden, Proteinproduktionen im sehr gut kontrollierbaren zellfreien System für industrielle Anwendungen hochzuskalieren.

Mit der Einrichtung der Außenstelle wird die Zusammenarbeit der Fraunhofer-Gesellschaft mit der BTU intensiviert und in Zukunft kann damit ein positiver Beitrag für den Strukturwandel der Lausitz in Richtung nachhaltige Industrieregion geleistet werden.

Laufzeit: 2018-2023

PERsonalisierte Medizin durch FUNCTIONomics in BB: Drug-Metabolisierungsmodul für Wirkstofftests an Patientenzellen

PER-FUNCTION BB ist ein EFRE-geförderter Forschungsverbund bestehend aus der BTU Cottbus-Senftenberg (Prof. K. Scheibner und Prof. J.-H. Küpper) und Universität Potsdam (Prof. F. Jung und PD. Dr. Burkard Schulz). Dieses Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und des Landes Brandenburg gefördert.

Der avisierte innovative Forschungsansatz wird die Möglichkeiten der heute vorwiegend auf Genom- und Proteinebene durchgeführten Companion Diagnostics, d.h. Stratifizierung der Patienten hinsichtlich des Ansprechens auf eine Therapie, potenzieren! Die neue Technologieplattform von Patienten-individualisierten In-vitro-Wirkstofftests wird als „FUNCTIONOMICS“ in Ergänzung zu Genomics, Metabolomics und Proteomics bezeichnet. Die essentielle und im vorgelegten Forschungskonzept realisierbare Voraussetzung für FUNCTIONOMICS ist dabei, dass nicht nur der jeweilige Wirkstoff in der Verabreichungsform an Patientenzelltypen untersucht wird, sondern erstmals auch die in der Leber entstehenden aktiven Metabolite präparativ getestet werden können.

Laufzeit: 2016-2020

DFG-Antrag im Programm „Großgeräte der Länder“ (GZ: INST 263/88-1 LAGG; LC-MS) Hochauflösende Massenspektrometrie - Q-Exactive Focus

Die beantragte LC-MS-Q-Exactive Orbitrap-Technologie wird in hohem Maße interdisziplinär eingesetzt und fördert nachhaltig Forschungskooperationen zwischen Enzymtechnologen, Mikrobiologen, Molekularbiologen, Medizinern, Chemikern, Ingenieuren und Bioinformatikern sowohl am Standort Senftenberg als auch über die Grenzen der BTU hinaus. In Übereinstimmung mit den Leistungen und Kompetenzen der Fakultät „Umwelt und Naturwissenschaften“ ordnen sich die Forschungen des Instituts für Biotechnologie dem profilbildenden Forschungsschwerpunkt der BTU „Biotechnologie, Umwelt und Gesundheit“ zu. Besonderer Fokus liegt hierbei auf regionalen und nationalen Kooperationen in den ausgewiesenen Themenfeldern „Molekulare und zellbasierte Diagnostik und Therapie“ sowie „Angewandte Mikrobiologie“. Diese beinhalten auch die Entwicklung und Nutzbarmachung neuer Biokatalysatoren bis hin zur Integration selektiver, biotechnologischer Syntheseschritte einschließlich der zugehörigen Prozesstechnologien innerhalb mehrerer laufender (BMBF-Vorschungsverbund "CEFOX - Zellfreie Synthese von pilzlichen Biokatalysatoren für die Herstellung biobasierter Inhaltsstoffe", Fraunhofer-Forschungsgruppe "PZ-Syn" Pilzbasierte zellfreie Synthese-Plattformen) und beantragter Forschungsverbünde.
 

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