BREMEN - In der chemischen Industrie sind sie heiß begehrt: Katalysatoren, die als Reaktionsbeschleuniger schon heute mehr als 80 Prozent aller großtechnischen Prozesse in dieser Sparte steuern, etwa bei der Herstellung von Medikamenten, Kunst- und Farbstoffen oder Medikamenten. Effiziente und selektive Katalysatoren zu entwickeln, ist dabei entscheidend.
Eine Möglichkeit, Enzyme – das sind Katalysatoren in Lebewesen – zu optimieren, wurde an der Jacobs University in Bremen entwickelt. Die so genannte „Gelenkte Evolution“ bildet die Grundlage für das Spin-Off Unternehmen SeSaM-Biotech GmbH.
„Unter industriellen Bedingungen arbeiten Enzyme, die einem natürlichen Wildtyp entsprechen, oft suboptimal, liefern unerwünschte Nebenprodukte, oder es wird generell ein modifiziertes Syntheseendprodukt benötigt“, sagt Dr. Alexander Schenk, wissenschaftlicher Geschäftsführer von SeSaM-Biotech. „Und genau hier setzen wir mit unserer Technologie an: Um neue, für den jeweiligen Zweck maßgeschneiderte Enzymvarianten zu erzeugen, nutzen wir eines der leistungsstärksten biologischen Entwicklungsprinzipien, das man kennt: die Evolution.“
Die Erbinformation der ursprünglichen Moleküle werde vervielfältigt, man tausche dabei aber nach dem Vorbild der Natur durch Mutationen zufällig Grundbausteine der Enzym-DNA aus, so Schenk. Basierend auf den so gewonnenen DNA-Varianten werden viele verschiedene Enzymvarianten erzeugt, die man dann einer funktionsorientierten Selektion unterwirft. Nach zahlreichen Zyklen aus Mutation und Selektion kann man dann die beste Variante identifizieren. „Was wir tun, ist gelenkte Evolution und viel schneller als der natürliche Prozess. Wir können so Enzyme und andere Proteine mit völlig neuen Eigenschaften schaffen“, sagt Schenk.
„Die Idee einer gelenkten Evolution im Reagenzglas gibt es schon seit ein paar Jahren“, ergänzt Dr. Kang Lan Tee, als zweite Geschäftsführerin zuständig für die wirtschaftlichen Belange der jungen Firma. „Unsere patentiertet SeSaM- (Sequence Saturation Mutagenesis) Technologie hat im Vergleich zu gängigen Methoden den Vorteil, dass sie einfach, schnell und kosteneffizient ist. Viel wichtiger ist jedoch, dass SeSaM erstmals sicherstellt, dass Mutationen auch wirklich mit der gleichen Wahrscheinlichkeit an jeder Position des DNA-Moleküls entstehen können.“
