Allgemeine Foschungsgebiete am IIG
Optimierung von Biokatalysatoren
Die Eigenschaft von Enzymen, nur eine gewisse Substratspezifität oder ein technisch problematisches Temperaturoptimum aufzuweisen, ergibt den Wunsch nach Verbesserungen. Die vergleichbare Analyse von Sequenzen entsprechender Gene und Proteine erlaubt vorteilhafte Veränderung durch Erarbeitung der molekularen Ansatzpunkte. Die Technik der Chimärenbildung der Gene und Mutagenese-Verfahren ergeben Aufschlüsse, die die Veränderungen rasch bewertbar machen. Die Bestimmung der Kristallstruktur vermittelt neue Einsichten. Aus dem Vergleich von labilen und temperaturstabilen Enzymen mit niedriger Spezifität sind stabile Enzyme mit wesentlich verbesserter Eigenschaft auf diesem Wege entstanden.
Design von Produktionsstämmen
Begrenzende Faktoren für die Herstellung von Enzymen werden analysiert und auf die Möglichkeit der Veränderung der biologischen Ursachen geprüft. Die Herstellung von Proteinen zur Anwendung in der medizinischen Therapie konnte damit wesentlich verbessert werden. Die Kenntnis der Regulation von Faktoren der Proteinbiosynthese wies den Weg zur genetischen Verbesserung der Bakterienstämme mit wirtschaftlicher Auswirkung und führte in Zusammenarbeit mit einem deutschen Pharmaunternehmen jüngst zur Zulassung eines neuen Medikaments zur Therapie bei Infarktpatienten.
Entwicklung von genetischen Werkzeugen
Die grundlagenorientierte Analyse von Transposonen, Phagen und Plasmiden, bewegliche genetische Elemente von Mikroorganismen zum Genaustausch, erlaubt die Konzeption von Modulen zur gentechnischen Weiterentwicklung und Kombination der einzelnen Vorteile. Ergebnis dieser Arbeit sind neue Vektoren, die die gentechnische Erstellung von Genbanken wesentliche einfacher handhaben lassen, die Sequenzbestimmungen neuer Gene beschleunigen und daher allgemein gentechnische Arbeiten effizienter machen.
Genregulation, Reportergene und Biosonden
Das Verständnis der Regulation von Genen wird erleichtert durch den Einsatz der Reportergentechnik. Die gewonnenen Modelle erlauben die Rekonstruktion von Regulationseinheiten in Bakterien zum Einsatz als Biosonden für zum Beispiel Schwermetalle. Die gezielte Modifikation und Produktion der beteiligten Enzymkomponenten lässt die Entwicklung neuer diagnostischer Verfahren in der Umwelttechnik absehen.