Laste ned presentasjonen
Presentasjon lastes. Vennligst vent
PublisertMats Engebretsen Endret for 9 år siden
1
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 1 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Utvikling av (industrielle) enzymer Vincent Eijsink UMB, snart NMBU – Institutt for Kjemi, Bioteknologi og Matvitenskap
2
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 2 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Enzymers fortreffelighet Katalyserer kjemiske reaksjoner under naturlige betingelser. Er meget presise; ingen bi-produkter. Ingen behov for bruk av forurensende kjemikalier, lave energibehov. Kan katalysere prosesser som vi ikke har kjemisk teknologi til. Det finnes mange.
3
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 3 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Begrensning 1 - Industrielle krav til et enzym Lett å produsere i store nok mengder * Tilstrekkelig stabil og aktiv under prosessbetingelser * Bred anvendbarhet Billig * Essensiell og overhode ikke noe selvfølge
4
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 4 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Begrensning 2 - Komplekse substrater krever komplekse enzymblandinger
5
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 5 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Potensialet er allikevel stor S-Y Ding et al., Science, 2012, 338:1055-1060
6
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 6 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Å utvikle industrielle enzymer ↓WP1 – Finne kandidater (”bioprospektering”) ↓WP2 – Uttrykke/produsere kandidater ↓WP3 – Karakterisere kandidater ↓WP4 – Forbedre (”engineere”) kandidater For enzymeprodusenten: Industrialisere produksjonsprosessen og formulere produktet For brukere: Prosessutvikling (WP5-7)
7
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 7 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Bioprospektering Finn gode «kilder» som så kan tappes på flere måter, direkte, eller etter forskjellige grader av anrikning Metagenomer Metaproteomer Genomer Ekpresjonsbiblioteker fulgt av funksjonell screening
8
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 8 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Metaproteomikk Metacellulosomics-driven discovery of synergism in a soil- derived cellulose-degrading microbial community Yizhuang Zhou, BGI, Phillip B. Pope, UMB, et al., 2013
9
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 9 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Upregulation of gene expression when Serpula lacrymans grows on wood (Eastwood et al., 2011, Science 333:762-765) Begrensning av datasettet
10
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 10 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Med behandling Uten behandling Oppdagelsen av LPMOs, «Lytic Polysaccharide Monooxygenases» (Vaaje-Kolstad et al., 2010; Horn et al., 2012)
11
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 11 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Enzym produksjon (WP2) Ekspresjonssystemet (vertsorganisme) må velges med omhu og flere systemer må testes Labskala – Funker ofte; kan raskt ekskludere enzymer fra videre utvikling Større skala – Krever spesialkompetanse «Downstream processing» kan være en utfordring Sintef
12
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 12 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Enzym produksjon (WP2) Uformell uttalelse fra Novozymes, verdens ledende produsent av industrielle enzymer: Den viktigste enkeltfaktor som har gjort våre cellulase produkter billigere i perioden 2000 – 2010 ligger i vår fermenteringsteknologi
13
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 13 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Karakterisering (WP3) En stor kostnadspost og en potensiell «competitive advantage» UiT
14
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 14 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no «Engineering» (WP4): Å forbedre enzymers operasjonelle egenskaper gjennom sete- rettet mutagenese eller in vitro evolusjon
15
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 15 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Sete-rettet mutagenese - eksempel
16
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 16 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Random teknikker krever robotisering
17
mutated lyase genes lyase gene (alyA) (brakes G-G and M-G) lyase gene (alyA) (brakes G-G and M-G) Screening of lyase mutant library: increased G-G specificity Expression in E. coli, 108 000 clones Expression in E. coli, 108 000 clones Cultivation in 96-well plates, 6700 random strains Cultivation in 96-well plates, 6700 random strains Activity measurements on two defined substrates Activity measurements on two defined substrates 2. GGGGGGGGGGG 1. MGMGMGMGMGM Time A230 ISOLATION OF A NOVEL LYASE WITH SPECIFIC ACTIVTY AGAINST G-G Robotic colony picker and work stations random mutagenesis, error prone pcr Tøndervik A, et.al.(2010) JBC, 2010. 285(46): p. 35284-92.
18
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 18 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Simultan utvikling av enzym og prosess Borregaard trenger spesialtilpassede enzym-cocktails; NorZymeD kan bidra
19
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 19 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Fabrikk for annen generasjons bioetanol, Crescentino, Italia
20
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 20 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Kompetanse skaper verdier !
21
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 21 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no www.biochos.com Fungi infected strawberry flowers Our product + Synthetic fungicide (10% of recommended dose)
22
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 22 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no
23
Institutt for kjemi, bioteknologi og matvitenskap 23 UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no Kommerialiseringsveier for NorZymeD Nye eller forbedrede enzymer Nye eller forbedrede prosesser Prosesser spesialtilpasset til norske forhold Produksjon av (spesial)enzymer
Liknende presentasjoner
© 2024 SlidePlayer.no Inc.
All rights reserved.