LOEWE Zentrum für
Insektenbiotechnologie
& Bioressourcen

Systemischer Ansatz für die Prozessentwicklung der rekombinanten Produktion von insektenassoziierten Peptiden

Dr.-Ing. Denise Salzig

Der Einsatz von antimikrobiellen Peptiden aus Insekten oder Abkömmlingen dieser Peptide bietet für die Bekämpfung humanpathogener Pilze oder multiresistenter Bakterien eine Alternative zu bekannten Antibiotika. Die Herstellung von Peptiden erfolgt bisher zumeist durch chemische Festphasensynthese. Das hat diverse Nachteile und ist für große Mengen an biologisch aktiven Peptiden wenig geeignet. Die bisher wenig genutzte Möglichkeit zur rekombinanten Darstellung von Peptiden bietet viel Forschungspotenzial. Rekombinante Peptide werden hauptsächlich im Labormaßstab, meist in E. coli, produziert.

Nur mit Hilfe von Bioreaktorsystemen, Prozessmodellen und optimaler Prozesskontrolle sind kostengünstige Scale-up-fähige Bioprozesse mit hoher Raum-Zeit-Ausbeute umsetzbar. Zur Optimierung der technischen Seite des Prozesses bietet die Systematik und Struktur des ingenieurwissenschaftlichen Ansatzes eine angemessene Lösung.

Die Nachwuchsgruppe, die dem Geschäftsbereich „Produktentwicklung – Expression und Formulierung“ angegliedert ist, arbeitet an der Erstellung eines solchen systemischen Ansatzes für die technische und biologische Prozessentwicklung und -intensivierung bei der rekombinanten Produktion von insektenassoziierten Peptiden. Dabei ist die Forschung translational angelegt, um die Lücke zwischen Grundlagenforschung und industrieller Produktion zu schließen. Nach der Identifizierung vielversprechender insektenassoziierter Peptide durch die bioinformatische Plattform der Fraunhofergruppe werden mittels einer detaillierten bioinformatischen Analyse für den up- und downstream-Prozess wichtige Aspekte ermittelt. Die Expression soll sowohl in E. coli (löslich und in inclusion bodies) als auch in Pichia pastoris und Insektenzellen erfolgen.