Dr’in Amelie Heuer-Jungemann

Verbesserung der Enzymaktivität in fremden Organismen

In meinem kürzlich durch den Europäischen Forschungsrat geförderten Projekt "NanoCat" geht es um die (Weiter-)Entwicklung eines neuartigen Ansatzes zum Einsatz von Enzymen außerhalb ihrer natürlichen Umgebung.

Enzymatische Reaktionen sind überall zu finden. Auch werden Enzyme bereits in fremde Umgebungen eingeführt – beispielsweise durch Gentechnik. Dabei können sie oft ihre Aufgabe nicht mehr gänzlich erfüllen, da ihre Effizienz meist durch biologische Verkapslung erhöht wird. In meinem Projekt habe ich es mir zum Ziel gesetzt, diese Verkapslungen künstlich zu entwickeln, mit Hilfe von DNA Nanotechnologie. Dadurch bleibt die Enzymaktivität erhalten – auch wenn sie in Organismen eingeführt werden, in denen sie eigentlich nicht vorkommen.

Mit Hilfe der Nanotechnologie entwickelten mein Team und ich künstliche Verkapselungen von Enzymen, die aus einer Art DNA-Origami und einer Silikabeschichtung bestehen. Durch den kontrollierten Aufbau der Verkapselung wollen wir zukünftig synthetische Multienzymsysteme aufbauen. Diese sind durch die Verkapselung geschützt und ihre Aktivität bleibt auch in fremden Organismen erhalten. Langfristig könnte der nanotechnologische Ansatz dazu genutzt werden, hocheffiziente Multienzymsysteme direkt über die Zellmembran in Lebewesen zu übertragen – temporär und ohne Gentechnik. So könnte beispielsweise die CO2-Fixierungsrate von Pflanzen verbessert werden.

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