Forschungsgrup­pe Enzymtechnik

Enzyme – vielseitige biologische Katalysatoren, ohne die es kein Leben auf dieser Welt geben würde – dies sind die Bausteine mit denen wir uns in der Forschungsgruppe „Enzymtechnik“ beschäftigen. Dabei verfolgen wir den kompletten Arbeitsstrang angefangen vom Screening verschiedener Enzymproduzenten über die Produktion und Aufreinigung bis hin zur Charakterisierung und Anwendungsentwicklung. Einen besonderen Stellenwert nehmen hierbei die Basidiomyceten, auch Ständerpilze genannt, ein. Diese besitzen ein außergewöhnliches Enzymspektrum, dessen Potential es zu nutzen gilt. In der Natur verwenden diese Pilze ihre Enzyme hauptsächlich zum Abbau organischer Substanzen und somit zur Nährstoffgewinnung. Die gleichen Abbaumechanismen können jedoch auch in der weißen Biotechnologie eingesetzt werden. So können mittels Cellulasen und Xylanasen lignocellulosehaltige Materialen, meist Reststoffe aus anderen Industriezweigen, in ihre Monomere zerlegt und als neue Ausgangsstoffe für verschiedene biologische oder chemische Umwandlungen in hochwertige Chemikalien genutzt werden. Weitere wichtige Enzyme bei unserer Forschung sind die so genannten Laccasen, in der Natur beim Abbau des Lignins beteiligt, sind sie in der Lage strukturell ähnliche Xenobiotika, wie Giftstoffe, Farbstoffe, Hormone, etc., abzubauen. Dadurch eröffnet sich eine riesige Bandbreite an Anwendungen von der Abwasserreinigung über die Bodensanierung bis hin zur Textilveredlung und dem Einsatz in der Kosmetik. Produziert werden diese Enzyme bei uns hauptsächlich mit Hilfe der Feststofffermentation – eine Kultivierungsart, die dem natürlichen Habitat dieser Pilze sehr nahe kommt. Das umfangreiche Monitoring und das Modellieren dieser komplexen Prozesse ist ein weiterer Forschungsschwertpunkt unserer Gruppe, ebenso wie die stetige Weiterentwicklung geeigneter Immobilisierungsstrategien, hochempfindlicher Biosensorsystemen, verschiedener Charakterisierungsmethoden unter anderem durch den Einsatz einer speziellen Mikrofluidik und die Produktion weiteren interessanter Inhaltsstoffe, wie Aromastoffe und Farbstoffe. Die unglaubliche Vielfalt dieser Pilze ermöglicht abwechslungsreiche und interdisziplinäre Arbeitsfelder, die sich in unserer Forschungsgruppe wiederfinden. Seit 2018 werden außerdem mycelbasierte Materialien (mycelium based composites, kurz MBC) als biologisch abbaubare Alternativen für erdölbasierte Materialien und Baukomponenten untersucht und entwickelt. Die unglaubliche Vielfalt im Reich der Pilze ermöglicht abwechslungsreiche und interdisziplinäre Arbeitsfelder, die sich in unserer Forschungsgruppe wiederfinden.

Enzymtechnik

​Forschungsschwerpunkte:

• Feststofffermentation inkl. Monitoring
• Enzymproduktion, insbesondere Laccasen
• Farbstoffproduktion
• Enzymcharakterisierung
• Biosensorik
• Enzymimmobilisierung
• Mycelbasierte Materialien

Mit folgenden Projektschwerpunkten:

• Analysen zur Kultivierung und Quantifizierung von Basidiomyceten und deren Enzyme
• Entwicklung von Technologien und Verfahren zur Kultivierung Farbstoff produzierender Pilze sowie zur Gewinnung von natürlichem Farbstoff

• Entwicklung von Technologien und Verfahren zur Herstellung von umweltfreundlichen mycelbasierten Materialien

• Remediation von Boden und Gewässer mittels Enzymen und Basidiomyceten

Projekte der Forschungsgruppe Enzymtechnik:

• MycoMatrix - Nachhaltiges Bausystem aus Pilzmyzel
• FungiScout: Das verborgene Reich: Pilze für Nahrung, Kleidung, Wärme und Licht entdecken
• FungiColor - Natürliche Farbstoffe aus Ständerpilzen (Basidiomycota)
• CrossCat-Symbiose von biologischen & chemischen Katalysatoren zur nachhaltigen Umwandlung von Hemicellulosen
• Entwicklung von Technologien und Verfahren zur Kultivierung Farbstoff produzierender Pilze sowie zur Gewinnung von natürlichem Farbstoff.
• Symbiose von Katalyse und Biotechnologie zur nachhaltigen Verwertung von Hemicellulosen in Bioraffinerien
• ZMWBioKat: Metallische Schäume in Biosensoren

Forschungsgruppenleiterin:

© TUD

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Name

Dr.-Ing. Anett Werner

Leiterin Enzymtechnik

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