Extraktion von biologischen Produkten aus Hefezellen
Mit dem von ELECTROEXTRACTION entwickelten Verfahren können biotechnologisch aus mikrobiellen Wirtssystemen wie Hefen, Algen und Bakterien biologische Produkte gewonnen werden. Der Elektroextraktionsprozess ist eine einfache, selektive und billige Methode zur Extraktion intrazellulärer Produkte, die dadurch kaum geschädigt werden. Die Proteine werden freigesetzt, indem an die Zellhülle Hochspannungsimpulse angelegt werden, die deren Durchlässigkeit erhöhen. Laborexperimente zeigten, dass diese Behandlung in der selektiven Freisetzung löslicher zytoplasmatischer Proteine resultiert, ohne dass die Zellen auseinander fallen. Auch die Ertragsleistung ist hoch. Die kontinuierliche Elektropermeabilisierung erhöhte die Selektivität für die jeweilige Art und begrenzte die Freisetzung von Proteasen, damit das Produkt nicht zerstört wird. Durch die schonende Behandlung und selektive Isolierung gelang es, die Qualität des Endprodukts zu verbessern. Da weniger Arbeitsschritte für nachgelagerte Prozesse wie Gewinnung und Aufreinigung erforderlich sind, kann die Prozessausbeute erhöht werden. Die Methode verwendete Hefezellen zur Herstellung natürlicher oder rekombinanter Proteine und Enzyme. Bei anderen mikrobiellen Wirten wie Bakterien war die Elektroextraktion allerdings nicht anwendbar, da sie die Zellwand zerstörte, Algen hingegen besaßen für dieses Verfahren eine zu steife Zellwand. Beurteilt wurde auch, ob die mit Strom behandelten Zellen mit kommerziellen Adsorbern (Beads) kompatibel sind, um die direkte Gewinnung unter realen Prozessbedingungen zu ermöglichen. Möglicherweise kann die Ligandenbindung insgesamt verbessert werden, da weniger störende Substanzen wie Nukleinsäuren, Organellen und Zellabfallprodukte freigesetzt werden. Den Projektpartnern zufolge steht damit eine effiziente Technologie für die intrazelluläre Proteingewinnung und Aufreinigung zur Verfügung, wenn Elektroextraktion und unmittelbare Produktsequestrierung auf einer geeigneten Festphase kombiniert werden. Die Elektroextraktion ist eine einfache, effiziente und kostengünstige Alternative, intrazelluläre Bioprodukte durch Hefefermentation herzustellen, was Anwendungen in der chemischen, Nahrungsmittel- und pharmazeutischen Industrie finden wird.
