Basistechnologie Nachwuchsgruppe (Jandt) und Anschlussförderung: Multiskalige Modellierung und Modifikation von Multienzymkomplexen als Basistechnologie für zellfreie Reaktionskaskaden

Im Rahmen des beantragten Projektes wird die systematische Aufklärung von Struktur-Funktionszusammenhängen des zielgerichteten  Metabolitentransfers in Multienzymkomplexen -- insbesondere auf Basis des Metabolic Channeling -- angestrebt. Eine wesentliche Rolle während aller Arbeitsschritte spielen multiskalige Modelingmethoden: Von der Nanostruktur auf Molekülebene, über die Mesostruktur in Mikrokompartimenten bis hin zur Makroskala, d.h. zum Gesamtprozess und dessen Optimierung. Ziel ist die Realisierung der notwendigen Basistechnologien für effiziente zellfreie enzymkatalysierte synthetische Reaktionskaskaden in vitro unter Ausnutzung dieser Channelingeffekte, um bisher auftretende  effizienzmindernde Schwachpunkte, wie z.B. Intermediat-Diffusion und Feedback-Inhibierung, zu vermeiden. Die zu erreichenden Ziele stehen im Einklang mit den während der Fachgespräche von Oktober 2010 bis Januar 2012 formulierten Meilensteinen des BMBF-Strategieprozesses ''Biotechnologie 2020+''.

 

Stichworte

• Coarse-grained Modelling
• Dynamische Modellierung
• Enzymtechnologie

Publikationen

• Pörtner R, Jandt U, Zeng A-P: Cell Culture Technology for biopharmaceuticals , Kapitel -, S. 129-158. Wiley-VCH, Industrial Biotechnology: Products and Processes Ausgabe, 2016.
• Jandt, U and You, C and Zhang, Y H and Zeng, A P: Compartmentalization and metabolic channeling for multienzymatic biosynthesis: practical strategies and modeling approaches. Adv Biochem Eng Biotechnol, 137: S. 41--65, 2013. , DOI: 10.1007/10\_2013\_221
• Castillo Salvador, Alan Eduardo and Fuge, Grischa and Jandt, Uwe and Zeng, An-Ping: Growth kinetics and validation of near-physiologically synchronized HEK293S Cultures. Engineering in Life Sciences, 15(5): S. 509--518, jul 2015. , DOI: 10.1002/elsc.201400224, http://doi.wiley.com/10.1002/elsc.201400224
• Hezaveh S, Zeng A-P, Jandt U: Human Pyruvate Dehydrogenase Complex E2 and E3BP Core Subunits: New Models and Insights from Molecular Dynamics Simulations. Journal of Physical Chemistry B(120): S. 4399–4409, 2016.
• U. Jandt, S. Hezaveh, S. Ilhan, J. Guo, J. Tatur, G. Fuge: Modellierung und Modifikation von Multienzymkomplexen: Neue Strategien und Prozesse. Tagungsband 18. Heiligenstädter Kolloquium: S. 279-286, 2016. ISBN 978-3-00-054165-0.
• Jin Guo, Samira Hezaveh, Jana Tatur, An-Ping Zeng, Uwe Jandt: Reengineering of human pyruvate dehydrogenase complex: from disintegration to highly active agglomerates. Biochemical Journal, 474(5): S. 865-875, 2017. , DOI: 10.1042/BCJ20160916
• Jandt, Uwe and Platas Barradas, Oscar and Pörtner, Ralf and Zeng, An-Ping: Synchronized mammalian cell culture: Part II-population ensemble modeling and analysis for development of reproducible processes. Biotechnology Progress, 31(1): S. 175--185, jan 2015. , DOI: 10.1002/btpr.2006, http://doi.wiley.com/10.1002/btpr.2006
• Fuge, Grischa; Zeng, An-Ping; Jandt, Uwe: Weak cell cycle dependency but strong distortive effects of transfection with Lipofectamine 2000 in near-physiologically synchronized cell culture. Engineering in Life Sciences, 17(4): S. 348-356, 2017. , DOI: 10.1002/elsc.201600113
• FEBS, Hrsg.: Full structural modeling of multi enzymatic nanomachines: flexible domain interactions within pyruvate dehydrogenase complex, 2017.
• Samira Hezaveh, An-Ping Zeng, and Uwe Jandt : Investigation of Core Structure and Stability of Human Pyruvate Dehydrogenase Complex: a Coarse-Grained Approach. ACS Omega, 2(3): S. 1134-1145, 2017.