Viskositätsstabile Polysaccharide - Xanthanderivate mit variabler Seitenkettenkomposition (uronsäurereich, temperaturstabil)
Ref.-Nr. 7202
Keywords: Xanthanderivate, hoher Uronsäureanteil, temperaturstabile Viskosität, Chimere Enzyme, Polysaccharide, Biosynthese, Bioreaktor, Lebensmittel, Körperpflege, Reinigungsmittel
Die vorliegende Erfindung GlycoChim der Universität Münster umfasst chimäre Glycosyltransferasen (GTs), welche spezifische Domänen von GTs aus Xanthomonas campestris und anderen Mikroorganismen enthalten. Die Erfindung umfasst neben der detaillierten Erstellung der chimären Enzyme auch die daraus resultierenden Xanthanderivate. Diese umfassen unter anderem die damit herstellbaren Xanthanderivate mit z. B. erhöhtem Uronsäureanteil oder einer terminalen Galaktose in der Seitenkette. Mit den neuen Glykosyltransferasen werden biochemisch maßgeschneiderte Xanthanderivate mit veränderten Viskositätseigenschaften und Funktionalitäten durch Austausch der terminalen Mannose zugänglich. Die kodierende rekombinante DNA der Glycosyltransferasen besteht dabei aus zwei definierten Teilen.
Vorteile
- maßgeschneiderte Xanthanderivate
- sehr gute Temperaturstabilität der Viskosität
- stabile Biosynthese
Kommerzielle Anwendung
Xanthan ist eines der wichtigsten kommerziellen mikrobiellen Polysaccharide und wird jährlich in mehreren Kilotonnen produziert. Aufgrund seiner Verdickungseigenschaften wird es in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter Lebensmittel, Futtermittel sowie landwirtschaftliche, technische und pharmazeutische Anwendungen. Die Biosynthese von Xanthan ist eine der am besten erforschten Biosynthesen mikrobieller Polysaccharide. Die chemische Struktur wird dabei durch die verschiedenen GTs definiert, die spezifisch Zucker auf die wachsende Wiederholungseinheit übertragen. Die native chemische Struktur von Xanthan ist jedoch nicht perfekt für alle Anwendungen geeignet, welche hauptsächlich auf dem rheologischen Verhalten von Xanthan basieren. Die neuen Xanthanvarianten (Chimäre Gt1 und insbesondere Chimäre GumK) zeigen im Vergleich zur ∆gumI-Variante eine gänzlich andere Temperaturstabilität der Viskosität und Funktionalität des erhaltenen EPS.
Zudem zeigen sich veränderte Salzeffekte hinsichtlich der Viskosität, was vor allem für Körperpflegeanwendungen wichtig ist, da die Viskosität bei direkten Hautanwendungen maßgeblich durch Körperschweiß beeinflusst wird. Darüber hinaus sind die höhere Ladung und damit die Funktionalität der GumK-Chimäre äußerst interessant für Anwendungen in Reinigungsmitteln, insbesondere als Zusatzmittel in Waschpulvern. Somit besitzen diese neuen Xanthanvarianten und die an deren Biosynthese beteiligten Enzyme mit modifizierter Aminosäuresequenz ein sehr hohes Einsatzpotenzial bei der Herstellung innovativer, maßgeschneiderter Körperpflegeprodukte.
Aktueller Stand
Die Erfindung liegt gegenwärtig als Labormuster vor. Für die großtechnische Umsetzung des biotechnologischen Verfahrens werden jedoch keine Hürden gesehen. Eine deutsche Prioritätsanmeldung ist anhängig und kann noch internationalisiert werden.
Technologie-Reifegrad
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Versuchsaufbau in Einsatzumgebung
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Eine Erfindung der Universität Münster.
