Vorlesung 6

Question 1

Industrielle Verwendung von Enzymen

Answer 1

1. Wasch und Reinigungsmittel
2. Textilherstellung
3. Pharma
4. Forschung
5. Lebens und Futtermittel
6. Biokraftstoffe

Question 2

Biokatalysatoren

Answer 2

Erlauben die Synthese oder den Abbau komplexer Moleküle, dienen der Produktherstellung
Polymerasen und Ligasen in der Forschung (Klonierung, Hertsellung von DNA Molekülen)
Zellulasen (Herstellung von Biofuels aus Abfallstoffen)

Question 3

Endprodukte

Answer 3

Werden selbst als Produkt verwendet
Enzyme in der Waschmittelproduktion (Proteasen, Amylasen, Lipasen, Pektinasen, Cellulasen)
Glucoseoxidase (DIabetes Diagnostik)
Blutgerinnungsfaktor VIII (Glykoprotein, wird zur Behandlung eingesetzt)

Question 4

Vorteile von Proteinen als biotechnologischen Produkten

Answer 4

1. Verringerter Einsatz von CHemikalien
2. Verringerte AUsbringung bon Phosphor in der Landwirtschaft
   3.Herstellung körpereigner Proteine und Enzyme
3. Entwicklung neuer Produkte

Question 5

Wie wird der Einsatz von Chemikalien verringert?

Answer 5

Papierherstellung: Laccasen ersetzen CHlor zum Belichen, Zellulasen entfernen Druckerschwärze, Lipasen helfen beim Abbau von Pech
Herstellung von weichem Leder: Proteasen und Lipasen ersetzen Eisenoxyd und Chromydsalze, sowie Formaldehys, Glutaralaldehyd, Phenolen und Acrylate

Question 6

Einsatz von Proteinen in der Tierfutterherstellung

Answer 6

Verwertbares Phosphor wird in die Nahrung gegeben -> Erhöhter Phosphor Abbau und erhöhter Phosphoreintrag auf die Felder durch Gülle
Lösung: Phtyasen, welche auch im Kuhmagen vorhanden sind werden in das Futtermittel gegeben, sodass aus Phytat die Phosphat Bindugn gelöst werden kann

Question 7

Proteine in der Medizin

Answer 7

Impfstoffe
monoklonale ANtiköroer (Covid Test, Krebs Therapie)
Substitutionstherapie (Insulin, Fettabbau in der NAhrung durch Lipasen bei Mukoviszidose)

Question 8

Monoklonale Antikörper

Answer 8

Proteine, welche Antigene spezifisch erkennen und binden
Von einer bestimmten Zelllinie gebildet und richten sich gegen ein identitisches Epitop (=spzifische STruktur des Antigens)

Question 9

Biofuels

Answer 9

ALternative Kraftstoffe, welche aus Abfallprodukten der LAndwirtschaft oder anderer Industrien hergestellt werden

Question 10

Hertstellung von Biofuels

Answer 10

Alkoholische Gährung von Pflanzenmaterial wird zur Hertsellung genutzt
Effiziente Enzyme von Bakterien und Pilzen werden genutzt um Zellulose und Hemizellulose abzubauen

Question 11

Schritte der Produktentwicklung von Biotechnologischen Proteinen

Answer 11

1. Grundlagenforschung _> IDentifizierung ovn interessanten Proteinen
2. Proteinaufarbeitung -> Identifizierung geeigneter Methoden
3. Optimierung -> Verbesserung der Proteineigenschaften
4. Produkt

Question 12

Vorteile bei der Expression von mesnchlichen Proteinen in E.Coli

Answer 12

Kurze Generationszeit -> hohe Mengen Protein
Stämme sind gut charakterisiert und nicht pathogen
einfache genetische Manipulation möglich
Geringe Produktionskosten

Question 13

Probleme & Lösung bei der Expression von menschlichen Proteinen in E.Coli

Answer 13

1. Eukaryotische Gene müssen meits nach der Transkription prozessiert werden um funktionelle mRNA (Protein) zu erhalten -> Klonierung von cDNA
   2.Codon Usage: unterschiedliche Organismen haben unterschiedliche rTRNA Codons zur Kopplung von Aminasäuren zur Verfügung -> ANpassung an genetischen COde des Organismus
   3.Posttranslationale Modifikation nicht wie in Säugerzellen (Ubiquitinierung nur in Eukaryoten, Pupylation nur in Prokaryoten) -> Wahl anderer Expressionslinien

Question 14

Voraussetzungen um Gene in anderen Organismen zu exprimieren

Answer 14

1. Genetisches Material in einem geeigneten Transportgefäß Vektor mit Insert(Klonierung)
2. Aufnahem und Intergration der Fremd-DNA in Expressionssystem (Transformation = nicht virale Übertragng von freier DNA in kompetente Zellen)

Question 15

Transfektion

Answer 15

DNA Insertion in Tierzelle

Question 16

Konjugation

Answer 16

Direkte Übertragung von DNA von einer Spenderzelle zu einer Empfängerzelle

Question 17

Transduktion

Answer 17

Gentransfer durch Viren

Question 18

Transformation in E.Coli

Answer 18

1. Chemisch (HItzeschock nach Inkubation)
2. Elektroporation (Elektrischer Schock nach Inkubation)

Question 19

Transformation in Hefe Saccharomyces cerevisiae

Answer 19

1. Chemische Transformation
2. Elektroporation

Question 19

Transformation in Hefe Saccharomyces cerevisiae

Answer 19

1. Chemische Transformation
2. Elektroporation

Question 20

Schritte nach der Transformation

Answer 20

1. Zellernte
2. Kontrolle der Expression
3. Trennung des Produktes von anderen Bestandteilen

Question 21

Western Blot

Answer 21

Analyseverfahren für Nachweis, Analyse und Quantifizierung von spezifischen Proteinen in komplexen Proben
Frage: Proetin innerhalb oder außerhalb der Zelle? -> Lyse oder Fällung

Question 22

Arten der Chromatographie

Answer 22

Ausschluss-CHromatographie -> Trennung nach Größe
Ionenausschlusschromatographie -> Trennung nach LAdung
Immuno-Affinitäts-Chromatographie -> Trennung durch spezifische Bindung (muss reversibel sein)