SPP 1934:  Dispersitäts-, Struktur- und Phasenänderungen von Proteinen und biologischen Agglomeraten in biotechnologischen Prozessen

• Fachliche Zuordnung: Wärmetechnik/Verfahrenstechnik ; Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin ; Biologie ; Chemie ; Informatik, System- und Elektrotechnik ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ; Medizin
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273937032

Im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramm SPP 1934 „Dispersitäts-, Struktur- und Phasenänderungen von Proteinen und Bioagglomeraten in biotechnologischen Prozessen“ wird die Beanspruchung von sensitiven Proteinen und Bioagglomeraten durch die Prozessumgebung während der Kultivierung, Aufreinigung und Formulierung untersucht. Die Ausrichtung des Schwerpunktprogramms richtet sich sowohl an verfahrenstechnische, vor allem aus dem Bereich der Mechanischen Verfahrenstechnik sowie der Bioverfahrenstechnik, als auch biologische Arbeitsgruppen, die mitunter bisher nur in geringem Maße verknüpft waren. Dies macht eine besonders intensive und interdisziplinäre Vernetzung im Schwerpunktprogramm 1934 notwendig. Auf die SPP-Leitung kommen somit auch weiterhin eine Reihe von Aufgaben zu: Zur Unterstützung der Vernetzung müssen regelmäßige Treffen zwischen den beteiligten Arbeitsgruppen (Mitarbeitern und Arbeitsgruppenleitern) organisiert werden. Hierbei sollen insbesondere auch Doktorandentreffen ohne Arbeitsgruppenleiter stattfinden. Auch die Organisation von Treffen zu verschiedenen Querschnittsthemen sowie Sommerschulen und die Einladung von Gastwissenschaftlern gehören dazu. Neben der Organisation sind auch die Abrechnung der Treffen und Gastwissenschaftler sowie die Dokumentation der Ergebnisse im Internet Teil der Aufgabe. Zur Bewältigung dieser zeitintensiven Aufgaben werden finanzielle und personelle Ressourcen benötigt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Niederlande

Projekte

• Amyloide Proteinaggregate aus β-Lactoglobulin und deren Verhalten entlang der Prozesskette (Antragstellerinnen Keppler, Julia ;  Schwarz, Karin ;  Steffen-Heins, Anja )
• Aufklärung von Mechanismen bei Strukturbildungsvorgängen und von Prozess-Struktur-Wechselwirkungen in mehrphasigen, hochkonzentrierten Proteinsystemen (Antragsteller Kulozik, Ulrich )
• Bedeutung und Kontrolle der mechanischen Beanspruchung stress-sensitiver Proteine bei der Formulierung im Premix-Emulgierprozess (Antragstellerinnen / Antragsteller Drusch, Stephan ;  Fritsching, Udo ;  Wagemans, Anja Maria )
• Dispersitäts-, Struktur- und Phasenänderungen virus-ähnlicher Partikel (VLPs) bei chemisch-mechanischer Beanspruchung in Gegenwart von Nukleinsäuren (Antragsteller Hubbuch, Jürgen ;  Wenzel, Wolfgang )
• Einfluss thermomechanischer Beanspruchungen auf die strukturellen und funktionalen Veränderungen hochkonzentrierter Proteine während des Extrusionsverfahrens (Antragstellerin Karbstein, Heike )
• EnzymAgglo - Multiskalige modellgestützte Untersuchungen funktionaler Enzym- und Proteinagglomerate für biotechnologische Anwendung – Teil 2: Von der Struktur zur Funktion (Antragsteller Heinrich, Stefan ;  Zeng, An-Ping )
• Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Auswirkung von Kavitation und strömungsbedingten Kollisionen auf die Aggregatbildung und den Aktivitätsverlust nach dem Zellaufschluss im Hochdruckhomogenisator am Beispiel der Modellsysteme Lipase bzw. beta-Lactoglobulin (Antragstellerin Karbstein, Heike )
• Green Bioprinting - Neuartige Agglomerationsumgebung für Pflanzenzellen (Antragstellerinnen Lode, Anja ;  Steingroewer, Juliane )
• In situ-Untersuchungen zu Strukturänderungen von Biomolekülen an Grenzflächen und unter fluidmechanischem Stress (Antragsteller Peukert, Wolfgang )
• Innovative pharmazeutische Stabilisierungs- und Formulierungsverfahren für Proteinwirkstoffe und deren Einfluss auf Sequenz und Struktur (Antragstellerinnen / Antragsteller Imhof, Ph.D., Diana ;  Kühl, Toni ;  Lamprecht, Alf ;  Wagner, Karl G. )
• Interaktion der mechanischen Beanspruchung und der Produktivität von biologischen Agglomeraten in Rührfermentern (Antragsteller Kraume, Matthias )
• Keimbildungskinetik bei der Suspensionskristallisation von Proteinen (Antragsteller Kind, Matthias )
• Koordination des DFG-Schwerpunktprogramms 1934 DiSPBiotech (Antragsteller Kwade, Arno )
• Koordination des DFG-Schwerpunktprogramms DiSPBiotech (Antragsteller Kwade, Arno )
• Kristallbruch mechanisch labiler Proteinkristalle in der Mechanischen Flüssigkeitsabtrennung (Antragsteller Nirschl, Hermann )
• Modellgestützte Steuerung der Kristallisierbarkeit von Proteinen in biotechnologischen Prozessen (Antragsteller Hubbuch, Jürgen ;  Weuster-Botz, Dirk )
• Proteinadsorption an Gas-Flüssig-Grenzflächen: Mechanismus und Anwendungen (Antragsteller Schembecker, Gerhard )
• Struktur-Eigenschaftsbeziehung von Proteinkristallen hinsichtlich Aufarbeitung und Formulierung (Antragstellerinnen / Antragsteller Biedendieck, Rebekka ;  Schallmey, Anett ;  Schilde, Carsten )
• Untersuchung des Einflusses von Scherkräften auf das morphogenetische Gennetzwerk, die Zellintegrität, mikroskopische und makroskopische Morphologie von Aspergillus niger sowie Bildungsraten intra- und extrazellulärer Produkte (Antragstellerinnen / Antragsteller King, Rudibert ;  Meyer, Vera )
• Untersuchung und Modellierung der mechanischen und Oberflächen-induzierten Beanspruchung von Pellets filamentöser Mikroorganismen am Beispiel von Lechevalieria aerocolonigenes (Antragsteller Krull, Rainer ;  Kwade, Arno )
• Verallgemeinerte morphologische Modellierung aggregierender, filamentöser Mikroorganismen (Antragsteller Briesen, Heiko )
• Verhalten von Proteinen in mikrofluidischen Kanälen (Antragsteller Hirsch, Sören )
• Während der Spühtrocknung von Proteinen werden thermische und mechanische Belastungen auf Proteine ausgeübt, die zu einer Proteindegradation führen. Diese werden mit in-situ Messungen der Größe, der Temperatur des Tropfens und der Denaturierungskinetik erforscht. (Antragsteller Mädler, Lutz ;  Wriedt, Thomas )
• Zentrales Projekt Teilprojektübergreifende Erforschung, Herstellung und Charakterisierung neuer Modellproteine (Antragsteller Jahn, Dieter ;  Krull, Rainer ;  Kwade, Arno )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Arno Kwade