@article{ScheerWolf2014,
  author    = {Scheer, Nico and Wolf, C. Roland},
  title     = {Genetically humanized mouse models of drug metabolizing enzymes and transporters and their applications},
  series = {Xenobiotica},
  volume    = {44},
  journal   = {Xenobiotica},
  number    = {2},
  publisher = {Taylor \& Francis},
  address   = {Abingdon},
  issn      = {1366-5928},
  doi       = {10.3109/00498254.2013.815831},
  pages     = {96 -- 108},
  year      = {2014},
  abstract  = {1. Drug metabolizing enzymes and transporters play important roles in the absorption, metabolism, tissue distribution and excretion of various compounds and their metabolites and thus can significantly affect their efficacy and safety. Furthermore, they can be involved in drug-drug interactions which can result in adverse responses, life-threatening toxicity or impaired efficacy. Significant species differences in the interaction of compounds with drug metabolizing enzymes and transporters have been described. 2. In order to overcome the limitation of animal models in accurately predicting human responses, a large variety of mouse models humanized for drug metabolizing enzymes and to a lesser extent drug transporters have been created. 3. This review summarizes the literature describing these mouse models and their key applications in studying the role of drug metabolizing enzymes and transporters in drug bioavailability, tissue distribution, clearance and drug-drug interactions as well as in human metabolite testing and risk assessment. 4. Though such humanized mouse models have certain limitations, there is great potential for their use in basic research and for testing and development of new medicines. These limitations and future potentials will be discussed.},
  language  = {en}
}
@article{SchroeterHoffmannVoigtetal.2014,
  author    = {Schroeter, Rebecca and Hoffmann, Tamara and Voigt, Birgit and Meyer, Hanna and Bleisteiner, Monika and Muntel, Jan and J{\"u}rgen, Britta and Albrecht, Dirk and Becher, D{\"o}rte and Lalk, Michael and Evers, Stefan and Bongaerts, Johannes and Maurer, Karl-Heinz and Putzer, Harald and Hecker, Michael and Schweder, Thomas and Bremer, Erhard},
  title     = {Stress responses of the industrial workhorse Bacillus licheniformis to osmotic challenges},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {8},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {11},
  publisher = {PLOS},
  address   = {San Francisco},
  issn      = {1932-6203},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0080956},
  pages     = {e80956},
  year      = {2014},
  abstract  = {The Gram-positive endospore-forming bacterium Bacillus licheniformis can be found widely in nature and it is exploited in industrial processes for the manufacturing of antibiotics, specialty chemicals, and enzymes. Both in its varied natural habitats and in industrial settings, B. licheniformis cells will be exposed to increases in the external osmolarity, conditions that trigger water efflux, impair turgor, cause the cessation of growth, and negatively affect the productivity of cell factories in biotechnological processes. We have taken here both systems-wide and targeted physiological approaches to unravel the core of the osmostress responses of B. licheniformis. Cells were suddenly subjected to an osmotic upshift of considerable magnitude (with 1 M NaCl), and their transcriptional profile was then recorded in a time-resolved fashion on a genome-wide scale. A bioinformatics cluster analysis was used to group the osmotically up-regulated genes into categories that are functionally associated with the synthesis and import of osmostress-relieving compounds (compatible solutes), the SigB-controlled general stress response, and genes whose functional annotation suggests that salt stress triggers secondary oxidative stress responses in B. licheniformis. The data set focusing on the transcriptional profile of B. licheniformis was enriched by proteomics aimed at identifying those proteins that were accumulated by the cells through increased biosynthesis in response to osmotic stress. Furthermore, these global approaches were augmented by a set of experiments that addressed the synthesis of the compatible solutes proline and glycine betaine and assessed the growth-enhancing effects of various osmoprotectants. Combined, our data provide a blueprint of the cellular adjustment processes of B. licheniformis to both sudden and sustained osmotic stress.},
  language  = {en}
}
@misc{StadtmuellerTippkoetterUlber2014,
  author    = {Stadtm{\"u}ller, R. and Tippk{\"o}tter, Nils and Ulber, Roland},
  title     = {Produktion von einzelstr{\"a}ngigen DNA-Makronukleotiden},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450372},
  pages     = {1403},
  year      = {2014},
  abstract  = {In der Biotechnologie stellt Einzelstrang-DNA (ssDNA) eine Schl{\"u}sselrolle dar und fungiert z. B. als Baustein f{\"u}r die nanoskalige Feinmechanik oder als Affinit{\"a}tsligand, ein sog. Aptamer. Hinsichtlich der industriellen Verwendung bieten Aptamere im Vergleich zu Antik{\"o}rpern viele Vorteile, wie z. B. eine gute Renaturierung bzw. die Selektion f{\"u}r cytotoxische Molek{\"u}le. Aktuell w{\"a}chst die Nachfrage f{\"u}r chim{\"a}re Aptamere von bis zu 200 n, um die simultane Bindung bzw. die Modifikation mehrerer Molek{\"u}le zu realisieren. Bis heute wird ssDNA mittels einer sequentiellen Synthese hergestellt, die eine Effizienz von ca. 99,5 \% je Zyklus und bereits bei einer Produktl{\"a}nge von 100 n nur noc hAusbeuten von max. 60 \% zeigt. Um dem Bedarf an ssDNA im Bereich > 100 n zu entsprechen, wurden zwei enzymatische Verfahren zur Produktion dieser Makronukleotide entworfen. Die erste Technik basiert auf einerFestphasen-PCR und erm{\"o}glicht sowohlein Primer- als auch ein Templatrecycling. Das zweite Verfahren beruht auf einer Plasmidbasierten In-vivo-Amplifikation, der sog. AptaGENE®-Technologie. In einer einzigen Klonierung werden bis zu 100 Kopien des Monomers in einen Vektor kloniert. Nach einer Transformation folgt der regul{\"a}re Produktionsprozess in Form einer Kultivierung, Plasmidpr{\"a}paration und sequenziellen Aufarbeitung von bis zu 6 · 10¹⁵ Makronukleotiden pro Milliliter Fermentationsvolumen.},
  language  = {de}
}
@article{TakenagaBiselliSchnitzleretal.2014,
  author    = {Takenaga, Shoko and Biselli, Manfred and Schnitzler, Thomas and {\"O}hlschl{\"a}ger, Peter and Wagner, Torsten and Sch{\"o}ning, Michael Josef},
  title     = {Toward multi-analyte bioarray sensors: LAPS-based on-chip determination of a Michaelis-Menten-like kinetics for cell culturing},
  series = {Physica status solidi A : Applications and materials science},
  volume    = {211},
  journal   = {Physica status solidi A : Applications and materials science},
  number    = {6},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {1521-396X (E); 1862-6319 (E-Journal); 0031-8965 (Print); 1862-6300 (Print)},
  doi       = {10.1002/pssa.201330464},
  pages     = {1410 -- 1415},
  year      = {2014},
  abstract  = {The metabolic activity of Chinese hamster ovary (CHO) cells was observed using a light-addressable potentiometric sensor (LAPS). The dependency toward different glucose concentrations (17-200 mM) follows a Michaelis-Menten kinetics trajectory with Kₘ = 32.8 mM, and the obtained Kₘ value in this experiment was compared with that found in literature. In addition, the pH shift induced by glucose metabolism of tumor cells transfected with the HPV-16 genome (C3 cells) was successfully observed. These results indicate the possibility to determine the tumor cells metabolism with a LAPS-based measurement device.},
  language  = {en}
}
@misc{TippkoetterDuweRaisetal.2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and Duwe, Anna and Rais, Dominik and Zibek, Susanne and Zorn, H.},
  title     = {Optimierung und Scale-up der enzymatischen Hydrolyse inkl. Ligninabbau},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450287},
  pages     = {1515},
  year      = {2014},
  abstract  = {Prim{\"a}re Ziele der Hydrolyse pflanzlicher nachwachsender Rohstoffe sind m{\"o}glichst hohe Zuckerkonzentrationen f{\"u}r nachfolgende Fermentationen und eine Maximierung der Produktivit{\"a}t. Zur Optimierung dieser Prozesse wird Organosolv-aufgeschlossene Buchenholz-Cellulose verwendet. Die Hydrolyse des Faserstoffes erfolgt mithilfe von Novozymes CTec2-Enzymen. Die Hydrolysen konnten durch neue R{\"u}hrerelemente auf einen Maßstab von 1000 L {\"u}bertragen werden. Dabei konnten maximale Ausbeuten (g Glucose g -1 Glucose im Faserstoff) bis 81 g g - 1 und Konzentrationen von 152 g L -1 erreicht werden. Zurzeit k{\"o}nnen unter Einsatz eines Feststoffreaktors Cellulosefasern in einer Konzentration bis 400 g L -1 enzymatisch hydrolysiert werden. Die cellulolytischen Enzyme stoßen bei hohen Feststoffkonzentrationen an ihre Grenzen. Mit steigendem Feststoffgehalt nimmt die Hydrolyseausbeute ab. Ein Ansatz zur Steigerung der Effizienz ist der Einsatz ligninolytischer Enzyme, die Ligninreste an der Organosolv-Cellulose aufschließen k{\"o}nnen. Eine solche Verbesserung der Zug{\"a}nglichkeit f{\"u}r cellulolytische Enzyme an ihr Substrat wurde durch Kultur{\"u}berst{\"a}nde verschiedener ligninolytischer Pilze erreicht. Mit Kultur{\"u}berst{\"a}nden von Stereum sp. sind Steigerungen der Glucoseausbeuten um bis zu 30 \% m{\"o}glich.},
  language  = {de}
}
@article{TippkoetterDuweWiesenetal.2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and Duwe, Anna-Maria and Wiesen, Sebastian and Sieker, Tim and Ulber, Roland},
  title     = {Enzymatic hydrolysis of beech wood lignocellulose at high solid contents and its utilization as substrate for the production of biobutanol and dicarboxylic acids},
  series = {Bioresource Technology},
  volume    = {167},
  journal   = {Bioresource Technology},
  publisher = {Elsevier},
  address   = {Amsterdam},
  doi       = {10.1016/j.biortech.2014.06.052},
  pages     = {447 -- 455},
  year      = {2014},
  abstract  = {The development of a cost-effective hydrolysis for crude cellulose is an essential part of biorefinery developments. To establish such high solid hydrolysis, a new solid state reactor with static mixing is used. However, concentrations >10\% (w/w) cause a rate and yield reduction of enzymatic hydrolysis. By optimizing the synergetic activity of cellulolytic enzymes at solid concentrations of 9\%, 17\% and 23\% (w/w) of crude Organosolv cellulose, glucose concentrations of 57, 113 and 152 g L⁻¹ are reached. However, the glucose yield decreases from 0.81 to 0.72gg⁻¹ at 17\% (w/w). Optimal conditions for hydrolysis scale-up under minimal enzyme addition are identified. As result, at 23\% (w/w) crude cellulose the glucose yield increases from 0.29 to 0.49gg⁻¹. As proof of its applicability, biobutanol, succinic and itaconic acid are produced with the crude hydrolysate. The potential of the substrate is proven e.g. by a high butanol yield of 0.33gg⁻¹.},
  language  = {en}
}
@misc{TippkoetterMoehring2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and M{\"o}hring, S.},
  title     = {Nutzung von F{\"a}ulepilzen f{\"u}r die selektive Gewinnung von Cellulose und Lignin aus nicht vorbehandelter lignocellulosehaltiger Biomasse},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450353},
  pages     = {1385},
  year      = {2014},
  abstract  = {Einige Arten der Braun- und Weißf{\"a}ulepilze sind in der Lage, selektiv entweder Lignin oder Cellulose im Holz abzubauen. Diese Pilze k{\"o}nnen f{\"u}r eine energiesparende Vorbehandlung lignocellulosehaltiger Biomasse f{\"u}r Bioraffinerien genutzt werden, ohne auf technisch aufw{\"a}ndige Aufschlussapparate zur{\"u}ckgreifen zu m{\"u}ssen. Weißf{\"a}ulepilze bauen bevorzugt Lignin ab, wodurch die verbleibende Cellulose leichter f{\"u}r enzymatische Hydrolysen in das Monosaccharid Glucose zug{\"a}nglich wird. Braunf{\"a}ulepilze bauen dagegen Cellulose und Hemicellulose ab. Die Auswirkungen der Behandlung von Weizenstroh mit verschiedenen Pilzarten werden zurzeit untersucht. Dabei werden die Ver{\"a}nderung der enzymatischen Hydrolysierbarkeit des Substrats sowie die gebildeten Ligninderivate bestimmt. Detaillierte Betrachtungen der Biomassever{\"a}nderung werden mithilfe spezifischer F{\"a}rbemethoden durchgef{\"u}hrt, durch die morphologische Ver{\"a}nderungen der Pflanzengewebe in der 3D-Lichtmikroskopie dargestellt werden k{\"o}nnen.},
  language  = {de}
}
@misc{TippkoetterRothMoehringetal.2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and Roth, J. and M{\"o}hring, M. and Wulfhorst, H. and Ulber, Roland},
  title     = {Verwertung von Bioraffinerie-Stoffstr{\"o}men am Beispiel von Einzellerproteinen},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450257},
  pages     = {1399 -- 1400},
  year      = {2014},
  abstract  = {Die Nutzung von Biomasse aus pflanzlichen Abf{\"a}llen f{\"u}r die stoffliche Verwertung r{\"u}ckt immer st{\"a}rker in den Vordergrund. Dabei ist vor allem die ganzheitliche Verwertung der Stoffstr{\"o}me von Bedeutung, da diese einen integrativen Ansatz erm{\"o}glichen. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Produktion von Einzellerproteinen (Single-Cell Proteins, SCPs) mithilfe von unterschiedlichen Rohsubstraten dargelegt. Somit k{\"o}nnen Reststoffstr{\"o}me, die in keiner Konkurrenz zur Produktion von Lebensmitteln stehen, f{\"u}r die Herstellung von Futter- und auch Nahrungsmitteln Verwendung finden. Die zun{\"a}chst thermisch vorbehandelten Ausgangsmaterialien stammen aus forstwirtschaftlichen und gr{\"u}nen Abf{\"a}llen und erm{\"o}glichen durch eine anschließende enzymatische Hydrolyse die Freisetzung von Monosacchariden. Aus diesen erfolgt die SCP-Produktion fermentativ mithilfe der drei Modellorganismen Bakterium, Hefe und Pilz. Hierf{\"u}r wird sowohl das fl{\"u}ssige Hydrolysat als auch der feste Reststoff auf der Basis einer Feststofffermentation genutzt. Auf diese Weise ist eine vollst{\"a}ndige Verwertung der Ausgangsmaterialien m{\"o}glich. Mit den gewonnen Daten erfolgt abschließend eine Bewertung der SCPs aus nachwachsenden Rohstoffen als alternative Proteinquelle.},
  language  = {de}
}
@misc{TippkoetterSiekerWiesenetal.2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and Sieker, T. and Wiesen, S. and Duwe, A. and Roth, J. and Ulber, Roland},
  title     = {Simultane Saccharifizierung und Fermentierung (SSF) sowie Produktion von Aceton, Butanol, Ethanol (ABE) und Dicarbons{\"a}uren aus technischer Cellulose},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450297},
  pages     = {1518},
  year      = {2014},
  abstract  = {Technische Cellulose wurde als m{\"o}glicher Rohstoff zur fermentativen Produktbildung untersucht. Hierf{\"u}r wird Cellulose in der Lignocellulose-Bioraffinerie hergestellt und daraus Hydrolysat gewonnen. Die Pr{\"u}fung der technischen Hydrolysate als Substrate erfolgte anhand eines breiten Spektrums an Bioprodukten, von Kraftstoffen wie Ethanolund Butanol, bis zu den Dicarbons{\"a}uren Itacon- und Bernsteins{\"a}ure. Dabei werden Bakterien, Hefen und Pilze als Produktionsorganismen eingesetzt. Die einzelnen Herstellverfahren stellen unterschiedliche Anforderungen an die Substrathandhabung. Im Fall der Ethanol- und Butanol-Gewinnung kann eine simultane Saccharifizierung und Fermentierung (SSF) durchgef{\"u}hrt werden. Aufgrund der Produkttoxizit{\"a}t erfordert die Butanol-Herstellung dabei eine In-situ-Produktabtrennung durch L{\"o}semittelimpr{\"a}gnierte Partikel. Die Herstellung der beiden Dicarbons{\"a}uren unterscheidet sich in der Sensitivit{\"a}t der verwendeten Mikroorganismen gegen{\"u}ber Inhibitoren, die in Spuren im Hydrolysat enthalten sind. Die Bernteins{\"a}urebildung mit Actinobacillussuccinogenes kann mit unbehandeltem Hydrolysat erfolgen. Dagegen erfordert die Gewinnung von Itacons{\"a}ure mit A. terreus eine Detoxifizierung des Hydrolysats. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass s{\"a}mtliche Bioraffinerie-Hydrolysate als Substrate f{\"u}r unterschiedliche Fermentationen geeignet sind.},
  language  = {de}
}
@misc{TippkoetterWasserscheid2014,
  author    = {Tippk{\"o}tter, Nils and Wasserscheid, P.},
  title     = {Rapid-Prototyping-Strukturen f{\"u}r ressourceneffiziente Prozesse in Chemie und Biotechnologie},
  series = {Chemie Ingenieur Technik},
  volume    = {86},
  journal   = {Chemie Ingenieur Technik},
  number    = {9},
  publisher = {Wiley-VCH},
  address   = {Weinheim},
  issn      = {0009-286X},
  doi       = {10.1002/cite.201450451},
  pages     = {1369 -- 1370},
  year      = {2014},
  abstract  = {Die Teilefertigung durch Rapid Prototyping (RP) verk{\"u}rzt den Weg von der Idee bis zum Produkt, wobei unter anderem Optimierungszyklen in geringer Zeit durchlaufen werden k{\"o}nnen. Ferner er{\"o}ffnen neue Entwicklungen in diesem Bereich die M{\"o}glichkeit individueller Produktionsverfahren. Im Unterschied zur klassischen Fertigung von Prototypen wird beim RP mit additiver Schichtfertigung (Additive Layer Manufacturing, ALM) gearbeitet. Je nach Methode werden Fl{\"u}ssigkeiten oder Pulver nach Vorgaben eines 3D-Computermodells sequentiell aufgetragen. Diese Verfahren existieren seit ca. 25 Jahren, jedoch sind seit kurzem ausgesprochen g{\"u}nstige Ger{\"a}te verf{\"u}gbar, die Objekte mit Genauigkeiten bis 20 lm fertigen k{\"o}nnen. Das RP hat in klinischen Anwendungsgebieten bzw. im Bereich des Tissue Engineering bereits vielfach Einzug gefunden. Aber auch chemisch-biotechnologische Entwicklungen k{\"o}nnen von den Verfahren profitieren. So wurden Mikrofluidiksysteme und Bioreaktoren bereits erfolgreich durch RP gefertigt. Durch ALM ist ebenso die Herstellung von Reaktionseinheiten aus biokompatiblen Materialien wie ionotropen Gelen m{\"o}glich. Ferner sind sehr komplexe Strukturierungen von Oberfl{\"a}chen im Nanometerbereich realisierbar, die f{\"u}r die Auftragung heterogener Katalysatoren oder auch Mikroorganismen eingesetzt werden k{\"o}nnen. Auch der Bereich Reaktoren- und Apparatebau kann von den Fortschritten in der additiven Fertigung profitieren. Verfahren wie selektives Laser- oder Elektronenstrahlschmelzen erlauben es, metallische Komponenten in nahezu beliebigen Geometrien zu fertigen. Somit k{\"o}nnen Strukturen verwirklicht werden, die mit konventionellen Fertigungstechniken nur sehr schwer oder {\"u}berhauptnicht herstellbar w{\"a}ren. Durch Anwendung von rechnergest{\"u}tzter Modellierung k{\"o}nnen optimale Strukturen identifiziert und additiv gefertigt werden. Eine anschließende katalytische Funktionalisierung der Oberfl{\"a}che erm{\"o}glicht die Herstellung strukturierter Reaktoren mit maßgeschneiderten Eigenschaften.},
  language  = {de}
}