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Desoxyribonucleotide made in Kassel

19.11.1999 - (idw) Universität Kassel

Um die natürlichen Prozesse der Desoxyribonucleotidbildung der Zelle nachzuvollziehen und die entsprechenden Enzyme "in der Retorte" zum Produzieren zu benutzen werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und Umweltbundesamt über 400.000 Mark Personal- und Sachmittel nach Kassel fließen.
Diese eigentlich naheliegende Idee ist deshalb so schwierig zu realisieren, weil die Enzyme mit Namen "Ribonucleotidreduktasen" zu den am schwierigsten zugänglichen und chemisch empfindlichsten aller Biokatalysatoren gehören. Nur wenige Laboratorien in der Welt können damit routinemäßig umgehen; Dr. Dirk Stallmann in der Universität in Kassel und Dr. Wulf Oehlmann aus Hannover gehören zu den wenigen deutschen Spezialisten und werden sich im kommenden Jahr gemeinsam um das "upscaling" der Enzymreaktion vom kleinen Reagenzglas zum Literkolben bemühen.

Kassel. Viele Jahre erfolgreicher Grundlagenforschung, umfassendes Wissen über physiologische Zusammenhänge und interdisziplinäre Denkweise zahlen sich letztenendes auch praktisch aus: Anders wäre die kleine biochemische Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Hartmut Follmann im Fachbereich Biologie, Chemie der Universität Gesamthochschule Kassel kaum in der Lage gewesen, einen überzeugenden Vorschlag zur biotechnologischen Lösung des altbekannten Problems vorzulegen, wie man die sog. "Desoxyribonucleotide" (Bausteine der DNA) auf einfache Weise in großer Ausbeute herstellen kann. Diese komplex aufgebauten empfindlichen Naturstoffe werden in ständig zunehmender Menge - bis zu Tonnen pro Jahr! - zur pharmakologischen Verwendung in der antiviralen Therapie (incl. HIV) und für die Herstellung von "Antisense-Nucleinsäuren" zur Gentherapie benötigt, aber noch immer, wie vor 100 Jahren, recht primitiv durch den Abbau von DNA aus Lachsmilch gewonnen.

Jetzt sollen vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und Umweltbundesamt über 400.000 Mark Personal- und Sachmittel nach Kassel fließen, um in Kooperation mit dem Mikrobiologischen Institut der Universität Hannover und in Nucleotidchemie erfahrenen Partnern aus der chemischen Industrie die natürlichen Prozesse der Desoxyribonucleotidbildung der Zelle nachzuvollziehen und die entsprechenden Enzyme "in der Retorte" zum Produzieren zu benutzen. Diese eigentlich naheliegende Idee ist deshalb so schwierig zu realisieren, weil die Enzyme mit Namen "Ribonucleotidreduktasen" zu den am schwierigsten zugänglichen und chemisch empfindlichsten aller Biokatalysatoren gehören. Nur wenige Laboratorien in der Welt können damit routinemäßig umgehen; Dr. Dirk Stallmann in der Universität in Kassel und Dr. Wulf Oehlmann aus Hannover gehören zu den wenigen deutschen Spezialisten und werden sich im kommenden Jahr gemeinsam um das "upscaling" der Enzymreaktion vom kleinen Reagenzglas zum Literkolben bemühen.

Welche neuen Erkenntnisse haben dieses Projekt möglich gemacht? Die Kasseler Biochemiker und Hannoveraner Mikrobiologen um Professor Georg Auling wissen seit langem, dass "Gram-positive" Bakterien wie Corynebacterium- und Bacillus-Species die Desoxyribonucleotide für ihre DNA auf einem speziellen Syntheseweg bilden, für den das Spurenelement Mangan essentiell ist. (In anderen Organismen, auch beim Menschen, ist Eisen erforderlich.) Solche Bakterien sind molekularbiologisch und biotechnologisch nicht so leicht zu manipulieren wie etwa die bekannten und allenthalben schon technisch genutzten E-scherichia coli-Stämme. Hier gab es nun in letzter Zeit gute Fortschritte, und so steht zu hoffen, dass man über die praktisch recht einfache Manganversorgung von Bakterienkulturen und andere Tricks zu Verfahren kommt, in denen das Enzym Ribonucleotidreduktase zur Überproduktion gebracht werden kann. Und die umfänglichen Erfahrungen von Prof. Follmann in der komplexen Biochemie und Chemie der Nucleotiden sollten es erlauben, dass die gesuchten Produkte dann auch in reinster Form gewonnen werden: Siehe Überschrift!

P
Kontakt und weitere Informationen:
Prof. Dr. Hartmut Follmann
Universität Gesamthochschule Kassel
Fachbereich Biologie, Chemie
Heinrich-Plett-Straße 40
http://www.uni-kassel.de/fb19/
Telefon: 0561/804-4511/4161, Fax: 0561/804-4466
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