Ganzzell-Biokatalyse von Glycanen mittels Glycosyltransferasen und Cofaktoren (GlycoBiokat)

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Ganzzellbiokatalyse von Glycanen mittels Glycosyltransferansen und Beteiligung von Cofaktoren. Dazu sollen Glycosyltransferasen und Cofaktoren in Zellsystemen stabil exprimiert und in einen Festbettreaktor eingebracht werden. Die Vision der Antragsteller ist es, neue Technologien zur Glycanbiosynthese zu entwickeln und somit dringend benötigte und therapeutisch relevante Oligosaccharide wie Lewis X der biopharmazeutischen Industrie für die Entwicklung von neuen Medikamenten und Impfstoffen zur Verfügung zu stellen. Für die Umsetzung wird ein interdisziplinärer Ansatz gewählt. GALAB entwickelt Zelllinien für neue Glycosyltransferasen und Enzyme für die Cofaktoren. Die TU Hamburg-Harburg entwickelt den Prozess zur Ganzzellbiokatalyse in einem Bioreaktor.

DieTUHH übernimmt die Entwicklung des Ganzzell-Biokatalyse-Prozesses. Dabei werden 2 Aspekte betrachtet, die Fermentation der Zellen  zu hohen Zelldichten mit anschließender Expression der membrangebunden Enzyme sowie die Immobilisierung und Ganzzell-Umsetzung. Die Fermentation soll im fed-batch-Prozess mit ausgewählten Prozessführungsstrategien zur Substratzufütterung erfolgen. Die Ganzzell-Umsetzung soll in Festbettreaktoren erfolgen, die bereits erfolgreich für Zellkulturen und Milchsäurebakterien bis zum Pilotmaßstab eingesetzt wurden.

Stichworte

• adaptive Steuerung
• Bioreactor
• Bioreaktor
• Fermentation
• Festbettreaktoren, Scale-up

Publikationen

• Frahm, Björn and Lane, Paul and Atzert, Hendrik and Munack, Axel and Hoffmann, Martin and Hass, Volker C and Pörtner, Ralf: Adaptive, model-based control by the Open-Loop-Feedback-Optimal (OLFO) controller for the effective fed-batch cultivation of hybridoma cells. Biotechnology progress, 18(5): S. 1095--1103, 2002. , DOI: 10.1021/bp020035y
• Pörtner, R and Seemuk, M and Schlothauer, R.-C and Elsser, D: Anaerobe Kultivierung vonLactococcus lactis im Festbettreaktor. Chemie Ingenieur Technik, 76(10): S. 1599--1602, 2004. , DOI: 10.1002/cite.200407012
• Frahm, B and Hass, V C and Lane, P and Munack, A and Märkl, H and Pörtner, R: Fed-Batch-Kultivierung tierischer Zellen - Eine Herausforderung zur adaptiven, modellbasierten Steuerung. Chemie Ingenieur Technik, 75(4): S. 457--460, 2003. , DOI: 10.1002/cite.200390093
• Faschian, Rebecca; De, Sonakshi; Pörtner, Ralf: Multi-Fixed-Bed Bioreactor System Applied for Bioprocess Development of Immobilized Lactic Acid Bacteria. The Open Biotechnology Journal, 9: S. 1--7, 2015.
• Fassnacht, Dieter and I. Reimann, R Pörtner und H Märkl: Scale-up von Festbettreaktoren zur Kultivierung tierischer Zellen. Chemie Ingenieur Technik, 2001(73): S. 1075-1079, 2001.