1 / 23

Utvikling av (industrielle) enzymer Vincent Eijsink

Utvikling av (industrielle) enzymer Vincent Eijsink UMB, snart NMBU – Institutt for Kjemi, Bioteknologi og Matvitenskap. Enzymers fortreffelighet. Katalyserer kjemiske reaksjoner under naturlige betingelser. Er meget presise; ingen bi-produkter.

jace
Download Presentation

Utvikling av (industrielle) enzymer Vincent Eijsink

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Utvikling av (industrielle) enzymer Vincent Eijsink UMB, snart NMBU – Institutt for Kjemi, Bioteknologi og Matvitenskap

  2. 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. 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. Begrensning 2 - Komplekse substrater krever komplekse enzymblandinger

  5. Potensialet er allikevel stor S-Y Ding et al., Science, 2012, 338:1055-1060

  6. 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. 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. 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. Begrensning av datasettet Upregulation of gene expression whenSerpula lacrymans grows on wood (Eastwood et al., 2011, Science 333:762-765)

  10. Oppdagelsen av LPMOs, «Lytic Polysaccharide Monooxygenases» (Vaaje-Kolstad et al., 2010; Horn et al., 2012) Med behandling Uten behandling

  11. 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 • «Downstreamprocessing» kan være en utfordring Sintef

  12. 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. Karakterisering (WP3) UiT En stor kostnadspost og en potensiell «competitive advantage»

  14. «Engineering» (WP4): Å forbedre enzymers operasjonelle egenskaper gjennom sete- rettet mutagenese eller in vitro evolusjon

  15. Sete-rettet mutagenese - eksempel

  16. Random teknikker krever robotisering

  17. Screening of lyase mutant library: increased G-G specificity Robotic colony picker and work stations A230 Time 1. MGMGMGMGMGM 2. GGGGGGGGGGG lyasegene (alyA) (brakes G-G and M-G) random mutagenesis, error prone pcr mutatedlyasegenes ISOLATION OF A NOVEL LYASE WITH SPECIFIC ACTIVTY AGAINST G-G Expression in E. coli, 108 000 clones Cultivation in 96-well plates, 6700 random strains Activity measurements on two defined substrates Tøndervik A, et.al.(2010) JBC, 2010. 285(46): p. 35284-92.

  18. Simultan utvikling av enzym og prosess Borregaard trenger spesialtilpassede enzym-cocktails; NorZymeD kan bidra

  19. Fabrikk for annen generasjons bioetanol, Crescentino, Italia

  20. Kompetanse skaper verdier !

  21. Fungi infected strawberry flowers Our product + Synthetic fungicide (10% of recommended dose) www.biochos.com

  22. Kommerialiseringsveier for NorZymeD • Nye eller forbedrede enzymer • Nye eller forbedrede prosesser • Prosesser spesialtilpasset til norske forhold • Produksjon av (spesial)enzymer

More Related