Optimierung der Sektretion von rekombinanten Proteinen aus Escherichia coli durch Analyse der Genexpression

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Karl Friehs
• Subject Area: Biological Process Engineering
• Term: from 2004 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5443577

E. coli ist und bleibt einer der wichtigsten Produzenten für rekombinante Proteine in Wissenschaft und biotechnologischer Industrie. Die Sekretion von Proteinen ins Medium ist in den meisten Fällen von großem Vorteil für deren Aufarbeitung. Da E. coli von Natur aus nur wenige Proteine sekretiert, gibt es verschiedene Ansätze, die Sekretionsfähigkeit von E. coli zu verbessern. Dazu gehören die Nutzbarmachung der beiden Hauptsekretionspfade Sec und TAT sowie die Freisetzung rekombinanter Proteine aus dem Periplasma durch die Expression von Bacteriocin Release Proteinen (BRP). Dies beinhaltet sehr komplexe Abläufe. Es ist daher sinnvoll, mittels grundlegender Genexpressionsanalysen ein besseres Bild der Zusammenhänge im Sekretionsgeschehen zu bekommen. Ziel ist es, basierend auf diesen Kenntnissen, die Produktion von rekombinanten Proteinen durch verbesserte Sekretion zu optimieren und die Produktivität zu erhöhen. Im ersten Projektabschnitt soll durch kontrollierte reproduzierbare Anzucht von E. coli Stämmen im Bioreaktor auf definierten Medien die Genexpression des plasmidfreien Wirtsstammes und plasmidhaltiger Stämme (Zielprotein, BRP) mittels high density und low density DNA-Chips untereinander verglichen werden. Die erhaltenen Daten dienen zur Konstruktion einer zweiten Serie sektretionsspezifischer low density DNA-Chips, mit denen in Fermentationen kinetische Untersuchungen zur Genexpression durchgeführt werden sollen. Die Sekretion mittels des Sec- bzw. TAT-Pfades soll parallel untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr. Erwin Flaschel (†); Dr. Frank Stahl