TY  - GEN
A1  - Al-Kaidy, H.
A1  - Ulber, Roland
A1  - Tippkötter, Nils
T1  - Eine Plattform-Technologie für die automatisierte Reaktionsführung in magnetisierbaren mikrofluidischen Tropfen
T2  - Chemie Ingenieur Technik
N2  - Üblicherweise werden biotechnologische Reaktionssysteme im mikrofluidischen Maßstab in vorstrukturierten Bauteilen oder mit auf Wellplatten basierenden Robotersystemen realisiert. In dem hier vorgestellten System werden chemische oder biologische Reaktionen mit magnetischen Mikroreaktoren (MR) durchgeführt, bei denen hydrophobe magnetische Mikropartikel einen wässrigen Kern umschließen. Solche MR bieten eine gute Kontrolle der Reaktionsbedingungen, eine verbesserte Sicherheit und Portabilität. Die neue Plattformtechnologie ermöglicht die zweidimensionale Bewegung der magnetischen MR auf einer planaren Ebene. Oberhalb oder unterhalb der Plattform werden Magnetfeldgradienten zum Manipulieren und Bewegen eines oder mehrerer magnetischer MR erzeugt. Die optimal auf die MR wirkenden magnetischen Kräfte werden experimentell ermittelt und simuliert. Die Aktivierung der Magnetfelder wird automatisiert durch elektrische Spulen mit Eisenkern bzw. Neodymmagnet gesteuert. Angewendet wurde das System beim reversiblen Öffnen von MR, um z. B. Reaktionspartner in den wässrigen Kern zu injizieren oder Proben zu entnehmen. Ferner wurde Lac-case A und b-Glucosidase auf einer Quarzglasoberfläche immobilisiert und mit einem MR zum Reagieren gebracht. Weiterhin wurden MR fusioniert und so ein wässriger Kern bestehend aus Laccase mit einem aus dem entsprechenden Substrat Syringaldazin vereint.
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1002/cite.201450424
SN  - 0009-286X
SN  - 1522-2640 (eISSN)
N1  - ProcessNet-Jahrestagung 2014 und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 30. September - 2. Oktober 2014, Eurogress Aachen
VL  - 86
IS  - 9
SP  - 1419
EP  - 1420
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Al-Kaidy, Huschyar
A1  - Duwe, Anna
A1  - Huster, Manuel
A1  - Muffler, Kai
A1  - Schlegel, Christin
A1  - Sieker, Tim
A1  - Stadtmüller, Ralf
A1  - Tippkötter, Nils
A1  - Ulber, Roland
T1  - Biotechnologie und Bioverfahrenstechnik – Vom ersten Ullmanns Artikel bis hin zu aktuellen Forschungsthemen
JF  - Chemie Ingenieur Technik
N2  - Biotechnologie und die mit ihr verbundenen technischen Prozesse prägen seit Jahrtausenden die Entwicklung der Menschheit. Ausgehend von empirischen Verfahren, insbesondere zur Herstellung von Lebensmitteln und täglichen Gebrauchsgütern, haben sich diese Disziplinen zu einem der innovativsten Zukunftsfelder entwickelt. Durch das immer detailliertere Verständnis zellulärer Vorgänge können mittlerweile Produktionsstämme gezielt optimiert werden. Im Zusammenspiel mit moderner Prozesstechnik können so eine Vielzahl von Bulk- und Feinchemikalien sowie Pharmazeutika effizient hergestellt werden. In diesem Artikel werden exemplarisch einige der aktuellen Trends vorgestellt.
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1002/cite.201400083
SN  - 0009-286X
VL  - 86
IS  - 12
SP  - 2215
EP  - 2225
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - PAT
A1  - Al-Kaidy, Huschyar
A1  - Tippkötter, Nils
A1  - Ulber, Roland
T1  - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Kontaktwinkels eines flüssigen oder mit Flüssigkeit gefüllten Körpers [Offenlegungsschrift]
N2  - Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Kontaktwinkels eines flüssigen oder mit Flüssigkeit gefüllten Körpers. Dieser besteht aus einem Träger (1) und einer damit verbundenen, in einem Winkelbereich von mehr als 0° bis maximal 90° neigbaren Ebene (8) mit einer darin ausgebildeten Abrollbahn (9) für den flüssigen oder mit Flüssigkeit gefüllten Körper. An der Ebene (8) sind mehrere Sensoren (11, 12) zur Erfassung der Rolldauer des Körpers entlang der Rollstrecke angeordnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einstellung des Neigungswinkels der Ebene (8) über ein Winkelmessgerät (10) erfolgt, wodurch ein Abrollwinkel erfassbar ist, bei dem der Körper in Bewegung gerät. Aus der Rolldauer, der Rollstrecke und dem Abrollwinkel wird der Kontaktwinkel des Körpers ermittelt.
Y1  - 2014
PB  - Deutsches Patent- und Markenamt
CY  - München
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Berndt, Heinz
T1  - Neue Kondensations-Methoden zur Synthese definierter Peptid-Derivate
Y1  - 2014
N1  - Aachen, Techn. Hochsch., Habil.-Schr., 1982
CY  - Aachen
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Duwe, A.
A1  - Schlegel, C.
A1  - Tippkötter, Nils
A1  - Ulber, Roland
T1  - Sequentielle Extraktion von Cellulose zur effizienten Nutzung der Stoffströme in der Holzbioraffinerie
T2  - Chemie Ingenieur Technik
N2  - In der Reihe der nachwachsenden Rohstoffe besitzt Holz als erneuerbare und umweltfreundliche Ressource ein großes Potenzial. Über 11 Mio. ha Holz, das laut der Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe (FNR) auch für industrielle Zwecke genutzt werden kann, wuchsen im Jahr 2013 allein auf bundesdeutscher Fläche. 56,8 Mio. m³ jährlicher Holzeinschlag in den letzten zehn Jahren wurde zu knapp der Hälfte stofflich und der Rest energetisch verwertet. Im Rahmen dieser Arbeit konnte auf der Basis vom Holz der Buche, die nach Fichte und Kiefer die dritthäufigste Baumart in Deutschland ist und 15% der deutschen Waldfläche ausmacht, die Fraktionierung der polymeren Hauptbestandteile mit niedrigem energetischen Einsatz erreicht werden. Hierbei werden in einem nachgeschalteten Extraktionsprozess die beiden Komponenten Hemicellulose und Lignin in flüssiger Form von der finalen festen Cellulosefraktion abgetrennt. Die Extraktion der Hemicellulose erfolgt durch eine Liquid Hot Water (LHW)-Behandlung. Untersucht wird der katalytische Zusatz anorganischer Säuren wie H₃PO₄ und H₂SO₄. Im Hinblick auf die weitere Verwertung von Lignin zu aromatischen Synthesebausteinen kommt die Organosolv-Extraktion mit einem Ethanol/Wasser-Gemisch zum Einsatz. Von Vorteil ist die weitere Verwendung beider Stoffströme ohne Fällungsschritt und nachteiliger Verdünnung der Hemicellulose.
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1002/cite.201450308
SN  - 0009-286X
SN  - 1522-2640 (eISSN)
N1  - ProcessNet-Jahrestagung 2014 und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 30. September - 2. Oktober 2014, Eurogress Aachen
VL  - 86
IS  - 9
SP  - 1400
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Duwe, A.
A1  - Sieker, T.
A1  - Tippkötter, Nils
A1  - Ulber, Roland
T1  - Grasssilage als Substrat zur fermentativen Produktion organischer Säuren
T2  - Chemie Ingenieur Technik
N2  - Der zunehmende Bedarf an fossilen Rohstoffen bei gleichzeitig abnehmender Versorgungssicherheit führt zu einer intensiven Suche nach erneuerbaren Ressourcen. Ein vielversprechendes Ausgangsmaterial mit einer weltweiten Verfügbarkeit stellt Gras dar. In 2012 wurden in Deutschland 33 Millionen Tonnen (Heugewicht) Gras auf 4,82 Millionen Hektar Ackerland produziert, davon wurden 60,5 % siliert. Durch die Silierung kann Gras als Substrat zeitlich uneingeschränkt verfügbar sein, ohne dem Risiko des schnellen Verderbs ausgesetzt zu sein. Eine Schlüsselrolle im Rahmen des Silierprozesses nimmt die Produktion von Milchsäure ein. Milchsäure ist einbedeutendes biotechnologisches Produkt für die Lebensmittel- und die chemische Industrie. Im Rahmen dieser Arbeit wird die vollständige Umwandlung der fermentierbaren Zucker in der Silage zu Milchsäure angestrebt, um die maximale Ausbeute der organischen Säure zu erreichen. Im ersten Verfahrensschritt wird die Silage gepresst und der erhaltene Presskuchen einer Liquid-Hot-Water-Behandlung unterzogen. Durch diese einfache Vorbehandlung können hohe Glucoseausbeuten im nachfolgenden SSF-Schritt bei gleichzeitig geringem Enzymeinsatz und Chemikalienverbrauch realisiert werden. Zur Aufreinigung der Milchsäure wurden extraktive und chromatographische Methoden untersucht.
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1002/cite.201450345
SN  - 0009-286X
SN  - 1522-2640 (eISSN)
N1  - ProcessNet-Jahrestagung 2014 und 31. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 30. September - 2. Oktober 2014, Eurogress Aachen
VL  - 86
IS  - 9
SP  - 1400
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Guo, Yuanyuan
A1  - Miyamoto, Ko-ichiro
A1  - Wagner, Torsten
A1  - Schöning, Michael Josef
A1  - Yoshinobu, Tatsuo
T1  - Theoretical study and simulation of light-addressable potentiometric sensors
JF  - Physica status solidi (A) : applications and materials
N2  - The light-addressable potentiometric sensor (LAPS) is a semiconductor-based potentiometric sensor using a light probe with an ability of detecting the concentration of biochemical species in a spatially resolved manner. As an important biomedical sensor, research has been conducted to improve its performance, for instance, to realize high-speed measurement. In this work, the idea of facilitating the device-level simulation, instead of using an equivalent-circuit model, is presented for detailed analysis and optimization of the performance of the LAPS. Both carrier distribution and photocurrent response have been simulated to provide new insight into both amplitude-mode and phase-mode operations of the LAPS. Various device parameters can be examined to effectively design and optimize the LAPS structures and setups for enhanced performance.
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1002/pssa.201330354
SN  - 0031-8965
VL  - 211
IS  - 6
SP  - 1467
EP  - 1472
PB  - Wiley-VCH
CY  - Weinheim
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Handtke, Stefan
A1  - Schroeter, Rebecca
A1  - Jürgen, Britta
A1  - Methling, Karen
A1  - Schlüter, Rabea
A1  - Albrecht, Dirk
A1  - Hijum, Sacha A. F. T. van
A1  - Bongaerts, Johannes
A1  - Maurer, Karl-Heinz
A1  - Lalk, Michael
A1  - Schweder, Thomas
A1  - Hecker, Michael
A1  - Voigt, Birgit
T1  - Bacillus pumilus reveals a remarkably high resistance to hydrogen peroxide provoked oxidative stress
JF  - PLOS one
N2  - Bacillus pumilus is characterized by a higher oxidative stress resistance than other comparable industrially relevant Bacilli such as B. subtilis or B. licheniformis. In this study the response of B. pumilus to oxidative stress was investigated during a treatment with high concentrations of hydrogen peroxide at the proteome, transcriptome and metabolome level. Genes/proteins belonging to regulons, which are known to have important functions in the oxidative stress response of other organisms, were found to be upregulated, such as the Fur, Spx, SOS or CtsR regulon. Strikingly, parts of the fundamental PerR regulon responding to peroxide stress in B. subtilis are not encoded in the B. pumilus genome. Thus, B. pumilus misses the catalase KatA, the DNA-protection protein MrgA or the alkyl hydroperoxide reductase AhpCF. Data of this study suggests that the catalase KatX2 takes over the function of the missing KatA in the oxidative stress response of B. pumilus. The genome-wide expression analysis revealed an induction of bacillithiol (Cys-GlcN-malate, BSH) relevant genes. An analysis of the intracellular metabolites detected high intracellular levels of this protective metabolite, which indicates the importance of bacillithiol in the peroxide stress resistance of B. pumilus.
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085625
SN  - 1932-6203
VL  - 9
IS  - 1
PB  - PLOS
CY  - San Francisco
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Handtke, Stefan
A1  - Volland, Sonja
A1  - Methling, Karen
A1  - Albrecht, Dirk
A1  - Becher, Dörte
A1  - Nehls, Jenny
A1  - Bongaerts, Johannes
A1  - Maurer, Karl-Heinz
A1  - Lalk, Michael
A1  - Liesegang, Heiko
A1  - Voigt, Birgit
A1  - Daniel, Rolf
A1  - Hecker, Michael
T1  - Cell physiology of the biotechnological relevant bacterium Bacillus pumilus - An omics-based approach
JF  - Journal of Biotechnology
N2  - Members of the species Bacillus pumilus get more and more in focus of the biotechnological industry as potential new production strains. Based on exoproteome analysis, B. pumilus strain Jo2, possessing a high secretion capability, was chosen for an omics-based investigation. The proteome and metabolome of B. pumilus cells growing either in minimal or complex medium was analyzed. In total, 1542 proteins were identified in growing B. pumilus cells, among them 1182 cytosolic proteins, 297 membrane and lipoproteins and 63 secreted proteins. This accounts for about 43% of the 3616 proteins encoded in the B. pumilus Jo2 genome sequence. By using GC–MS, IP-LC/MS and H NMR methods numerous metabolites were analyzed and assigned to reconstructed metabolic pathways. In the genome sequence a functional secretion system including the components of the Sec- and Tat-secretion machinery was found. Analysis of the exoproteome revealed secretion of about 70 proteins with predicted secretion signals. In addition, selected production-relevant genome features such as restriction modification systems and NRPS clusters of B. pumilus Jo2 are discussed.
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2014.08.028
SN  - 1873-4863 (E-Journal); 0168-1656 (Print)
IS  - 192(A)
SP  - 204
EP  - 214
PB  - Elsevier
CY  - Amsterdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Heine, A.
A1  - Herrmann, G.
A1  - Selmer, Thorsten
A1  - Terwesten, F.
A1  - Buckel, W.
A1  - Reuter, K.
T1  - High resolution crystal structure of clostridium propionicum β-Alanyl-CoA:Ammonia Lyase, a new member of the "Hot Dog Fold" protein superfamily
JF  - Proteins
N2  - Clostridium propionicum is the only organism known to ferment β-alanine, a constituent of coenzyme A (CoA) and the phosphopantetheinyl prosthetic group of holo-acyl carrier protein. The first step in the fermentation is a CoA-transfer to β-alanine. Subsequently, the resulting β-alanyl-CoA is deaminated by the enzyme β-alanyl-CoA:ammonia lyase (Acl) to reversibly form ammonia and acrylyl-CoA. We have determined the crystal structure of Acl in its apo-form at a resolution of 0.97 Å as well as in complex with CoA at a resolution of 1.59 Å. The structures reveal that the enyzme belongs to a superfamily of proteins exhibiting a so called “hot dog fold” which is characterized by a five-stranded antiparallel β-sheet with a long α-helix packed against it. The functional unit of all “hot dog fold” proteins is a homodimer containing two equivalent substrate binding sites which are established by the dimer interface. In the case of Acl, three functional dimers combine to a homohexamer strongly resembling the homohexamer formed by YciA-like acyl-CoA thioesterases. Here, we propose an enzymatic mechanism based on the crystal structure of the Acl·CoA complex and molecular docking. Proteins 2014; 82:2041–2053. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.
Y1  - 2014
U6  - https://doi.org/10.1002/prot.24557
SN  - 1097-0134 (E-Journal); 0887-3585 (Print)
VL  - 82
IS  - 9
SP  - 2041
EP  - 2053
PB  - Wiley-Liss
CY  - New York
ER  -