Biochemische Reaktionen in 3D simulieren

Zu den biomolekularen Prozessen in der Zelle, bei denen die dritte Dimension eine entscheidende Rolle spielt, zählen das sogenannte Metabolic Channeling und das Molecular Crowding. Ersteres beschreibt eine strukturelle Interaktion von Enzym-Molekülen, wodurch biosynthetische Zwischenprodukte direkt von katalytischem Zentrum zu katalytischem Zentrum transferiert werden. Der Begriff Molecular Crowding beschreibt das Gedränge der vielen Eiweiße in einer Zelle, das Auswirkungen auf die Bewegung und andere Eigenschaften der Moleküle hat.

Proteinevolution im Zeitraffer

Die Kombinationsmöglichkeiten im Erbgut sind scheinbar endlos, das macht folgende Überlegung deutlich: Jedes Protein besteht aus einer definierten Abfolge von Aminosäuren, von denen es rund 20 Varianten gibt. Das bedeutet: Wird ein Protein an nur sechs Stellen verändert, sind 64 Millionen unterschiedliche Variationen möglich. Ulrich Schwaneberg will nun ein System entwickeln, mit dem sich diese Vielzahl von unterschiedlichen Proteinvarianten schnell und kostengünstig durchmustern lässt.

Der künstliche Golgi-Apparat

Die Fabrik ist dabei keineswegs ein normales Gebäude aus Stahl und Beton, sondern ein biotechnologischer Fertigungsweg zur Synthese von maßgeschneiderten Glykokonjugaten für biomedizinische Anwendungen. Indem verschiedene zellfreie Multienzymsysteme miteinander kombiniert werden, sollen künftig Glykan-Wirkstoffe maßgeschneidert gefertigt werden. Das Problem bisher: „Die Entwicklung von Enzymmodulen ist bisher mit einem sehr hohen Zeitaufwand verbunden und hat öfters den Charakter einer Spezialanwendung, die nur wenig Flexibilität zulässt“, so Elling.

WWF (2016): Auf der Ölspur – Berechnungen zu einer palmölfreieren Welt

Für den Palmölanbau werden vor allem in Ländern wie Indonesien und Malaysia Regenwälder gerodet, Landnutzungsrechte missachtet und Lebensraum für Tiere zerstört. Ein kompletter Ersatz von Palmöl durch Soja-, Raps-, Sonnenblumen- oder Kokosnussöl wäre technisch in vielen Bereichen zwar möglich, würde aber weit mehr Fläche erfordern. Bei der Erschließung neuer landwirtschaftlicher Flächen würden weitere natürliche Lebensräume zerstört, dabei Treibhausgase freigesetzt und biologische Vielfalt vernichtet. Ein simpler „Boykottaufruf“ bietet also keine einfache Lösung.

WWF-Studie zu Palmöl vorgelegt

Ob in Eis, Pizza, Schokolade oder Biodiesel: Palmöl ist eines der vielseitigsten Pflanzenöle weltweit. Es ist damit einer der wichtigsten Rohstoffe der biobasierten Wirtschaft. Noch nie war die Bedarf so hoch wie heute. Rund 60 Millionen Tonnen Palmöl und Palmkernöl werden jährlich produziert. Die weltweite Anbaufläche entspricht mit 17 Millionen Hektar in etwa der Hälfte der Fläche von Deutschland. Hierzulande werden rund 1,8 Millionen Tonnen Palmöl jährlich verbraucht.

Motte nutzt Waffen der Physalis

Pflanzen und Insekten haben im Laufe der Evolution immer wieder ihre Abwehrstrategien an die veränderten Bedingungen angepasst, um zu überleben. Auch die wegen ihrer vitaminreichen Frucht beliebte Physalis-Pflanze bedient sich gewisser abschreckender Substanzen, um Fraßfeine auf Distanz zu halten. Die sogenannten Withanolide in der Beere schwächen das Immunsystem der Insekten. Ihre negative Wirkung entfalten Withanolide wahrscheinlich, indem sie die Signalübermittlung in den Zellen der Tiere stören.

Mehr aus D-Holz herausholen

Holz wird seit Jahrtausenden auf vielfältige Weise als nachwachsender Rohstoff oder Energieträger genutzt. Doch noch nie war die Nachfrage nach Holz so groß. Denn das Bedürfnis der Menschen nach umweltfreundlichen und auf nachhaltige Weise erzeugten Produkten wächst stetig. Doch nicht jedes Holzstück kann derzeit zur industriellen Verarbeitung genutzt werden. Bretter mit faulenden Stellen oder zu starker Krümmung werden in der Regel aussortiert und zu Holzpellets oder Hackschnitzel verarbeitet.

Bioökonomierat (2015): Die deutsche Chemieindustrie

Der Chemiesektor wird von wenigen Großunternehmen dominiert. Diese nehmen die Bioökonomie noch nicht als zentrales Innovations- und Wachstumsthema wahr. Angesichts der günstigen Entwicklung von Preisen und Fördermengen bei Erdgas und Rohöl erscheint ein umfassender Wandel hin zu  nachwachsenden Rohstoffen in naher Zukunft unwahrscheinlich. Dort wo die biobasierten Produkte wirtschaftlicher in der Produktion sind, keine chemischen Äquivalente haben oder sich eindeutig durch bessere Eigenschaften im Markt bewähren, sind sie jedoch auf dem Vormarsch.

Bioökonomierat (2015): Bioenergiepolitik in Deutschland

Dabei geht es auch darum, die Rolle der Bioenergie genau zu definieren. Sie sollte konsequent auf Einsatzgebiete ausgerichtet werden, in denen sie ihre Vorteile ausspielen kann, wie beispielsweise die stetige Verfügbarkeit, das Speichervermögen und die Fähigkeit, die Volatilitäten anderer erneuerbarer Energien teilweise auszugleichen. Umwelteffekte und Zielkonflikte müssen dabei genau geprüft werden.

 

Brain AG: Ein Bündnis für natürliche Süße

Eine strategische Partnerschaft namens „Dolce“ haben das Bioökonomie-Unternehmen Brain AG und die 2014 von Brain übernommene Analyticon Discovery GmbH mit dem französischen Speziallebensmittelhersteller Roquette geschlossen. Das Trio soll neuartige, natürliche Süßstoffe und Süßgeschmacksverstärker entwickeln, um in Nahrungsmitteln und Getränken den Zucker- und Kalorienanteil zu reduzieren.