TY - GEN A1 - Poth, S. A1 - Monzon, M. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - Lignocellulose-Bioraffinerie: Simultane Verzuckerung und Fermentation T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Die am häufigsten genutzten Rohstoffe für die Produktion von Treibstoffen und Chemikalien sind fossilen Ursprungs. Da diese limitiert sind, werden im Hinblick auf die Nachhaltigkeit alternative, erneuerbare Rohstoffquellen intensiv untersucht. Vielversprechend in diesem Kontext sind die in Lignocellulose enthaltenen Zucker, die beispielsweise zur Produktion von Ethanol genutzt werden können. In der Regel sind für eine Lig-nocellulose-Bioraffinerie mehrere Prozessschritte notwendig: Vorbehandlung, Verzuckerung und Fermentation. Um diesen Prozess einfacher zu gestalten, ist es möglich, die Verzuckerung und die Fermentation in einem Schritt durchzuführen (SSF). Als Substrat wird hier Cellulose-Faserstoff verwendet, der durch das Organosolv-Verfahren aufgeschlossen wurde. Die Hydrolyse erfolgt mit kommerziell erhältlichen Enzymen und für die Fermentation zu Ethanol werden zwei Hefen verwendet. Beim SSF-Verfahren konnte, im Vergleich zur entkoppelten Verfahrensweise, trotz bestehender Unterschiede in den Temperatur-Optima von Enzymen und Hefen eine Steigerung in der Ethanol-Ausbeute von 0,15 auf 0,2 gg⁻¹ beobachtet werden. Um wirtschaftliche Ausbeuten und Konzentrationen des Produkts erzielen zu können, ist es notwendig den Prozess weiter zu optimieren. Im Einzelfall muss überprüft werden, ob diese Verfahrensweise auch für die Produktion anderer interessanter Stoffe (wie Itaconsäure, Bernsteinsäure) geeignet ist. KW - Lignocellulose-Bioraffinerie KW - Prozessintegration Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.201050360 N1 - ProcessNet-Jahrestagung 2010 und 28. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 21. - 23. September 2010, Eurogress Aachen VL - 82 IS - 9 SP - 1568 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - GEN A1 - Poth, S. A1 - Monzon, M. A1 - Tippkötter, Nils A1 - Ulber, Roland T1 - Enzymatische Hydrolyse von vorbehandelter Lignocellulose T2 - Chemie Ingenieur Technik N2 - Die ökonomische Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und der klimatische Wandel durch die Nutzung dieser haben zu einer intensiven Suche nach erneuerbaren Rohstoffen für die Produktion von Chemikalien und Treibstoffen geführt. Ein viel versprechender Rohstoff in diesem Zusammenhang sind Zucker, die mittels enzymatischer Hydrolyse aus Lignocellulose gewonnen und beispielsweise zu Ethanol umgesetzt werden können. Dabei ist es notwendig die Hydrolyse in Hinsicht auf das verwendete Substrat und die Verwendung der entstehenden Hydrolysate für die Fermentation von Alkohol zu optimieren. Als Substrat dienen Cellulose- und Hemicellulose-Fraktionen, die durch thermo-chemische Vorbehandlung von Holz gewonnen werden. Die Vorbehandlung erfolgt bei unserem Projektpartner am Johann Heinrich von Thünen Institut in Hamburg. Verschiedene kommerziell erhältliche Enzyme, thermostabile eingeschlossen, wurden auf ihre Fähigkeit hin untersucht, diese Fraktionen zu den entsprechenden Zuckern umsetzen zu können. Um die Konzentration an fermentierbaren Zuckern zu steigern werden verschiedene Optimierungen durchgeführt, z. B. die Erhöhung der Substrat- bzw. Enzymkonzentrationen. Ein weiterer interessanter Ansatz, welcher ebenfalls verfolgt wird, ist es die Hydrolyse und die Fermentation in einem Schritt durchzuführen. Y1 - 2009 U6 - https://doi.org/10.1002/cite.200950244 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 (eISSN) N1 - ProcessNet‐Jahrestagung 2009 und 27. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, 8.- 10. September 2009, Mannheim N1 - Das hier vorgestellte Vorhaben wird durch die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert: „Verbundvorhaben: Pilotprojekt Lignocellulose-Bioraffinerie, Teilvorhaben 1: Extraktverarbeitung, Enzymtechnologie, verfahrenstechnische Untersuchungen, Ökobilanzierung, Wirtschaftlichkeitsberechnungen“ (Förderkennzeichen: FNR 22027405) VL - 81 IS - 8 SP - 1049 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim ER - TY - JOUR A1 - Polen, T. A1 - Krämer, Marco A1 - Bongaerts, Johannes A1 - Wubbolts, Marcel A1 - Wendisch, V. F. T1 - The global gene expression response of Escherichia coli to L-phenylalanine JF - Journal of biotechnology Y1 - 2005 SN - 1873-4863 (E-Journal); 0168-1656 (Print) VL - Vol. 115 IS - Iss. 3 SP - 221 EP - 237 ER - TY - JOUR A1 - Pohl, Martina A1 - Siegert, Petra A1 - Mesch, K. A1 - Bruhn, H. A1 - Grötzinger, Joachim T1 - Active site mutants of pyruvate decarboxylase from Zymomonas mobilis : a site-directed mutagenesis study of L112, I472, I476, E473 and N482 JF - European journal of biochemistry Y1 - 1998 SN - 1432-1033 (E-Journal); 1742-4658 (E-Journal); 0014-2956 (Print); 1742-464X (Print) VL - Vol. 257 IS - Iss. 3 SP - 538 EP - 546 ER - TY - JOUR A1 - Plum, Leona A1 - Ma, Xiaosong A1 - Hampel, Brigitte A1 - Balthasar, Nina A1 - Coppari, Roberto A1 - Münzberg, Heike A1 - Shanabrough, Marya A1 - Burdakov, Denis A1 - Rother, Eva A1 - Janoschek, Ruth A1 - Alber, Jens A1 - Belgardt, Bengt F. A1 - Koch, Linda A1 - Seibler, Jost A1 - Schenk, Frieder A1 - Fekete, Csaba A1 - Suzuki, Akira A1 - Mak, Tak W. A1 - Krone, Wilhelm A1 - Horvath, Tamas L. A1 - Ashcroft, Frances M. A1 - Brüning, Jens C. T1 - Enhanced PIP3 signaling in POMC neurons causes KATP channel activation and leads to diet-sensitive obesity JF - The Journal of Clinical Investigation (JCI) Y1 - 2006 U6 - https://doi.org/10.1172/JCI27123 SN - 1558-8238 VL - 116 IS - 7 SP - 1886 EP - 1901 ER - TY - JOUR A1 - Pinkenburg, Olaf A1 - Schiffels, Johannes A1 - Selmer, Thorsten T1 - Das CoLibry-Konzept – ein Werkzeugkasten für die Synthetische Biologie: Bioproduktion JF - BIOspektrum N2 - Regardless of size or destination, synthetic biology starts with com-parably small information units, which need to be combined and properly arranged in order to achieve a certain goal. This may be the de novo synthesis of individual genes from oligonucleotides, a shuffling of protein domains in order to create novel biocatalysts, the assembly of multiple enzyme encoding genes in metabolic pathway design, or strain development at the production stage. The CoLibry concept has been designed in order to close the gap between recombinant production of individual genes and genome editing. Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1007/s12268-016-0734-8 VL - 22 IS - 6 SP - 593 EP - 595 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Pilas, Johanna A1 - Yazici, Yasemen A1 - Selmer, Thorsten A1 - Keusgen, Michael A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Optimization of an amperometric biosensor array for simultaneous measurement of ethanol, formate, d- and l-lactate JF - Electrochimica Acta N2 - The immobilization of NAD+-dependent dehydrogenases, in combination with a diaphorase, enables the facile development of multiparametric sensing devices. In this work, an amperometric biosensor array for simultaneous determination of ethanol, formate, d- and l-lactate is presented. Enzyme immobilization on platinum thin-film electrodes was realized by chemical cross-linking with glutaraldehyde. The optimization of the sensor performance was investigated with regard to enzyme loading, glutaraldehyde concentration, pH, cofactor concentration and temperature. Under optimal working conditions (potassium phosphate buffer with pH 7.5, 2.5 mmol L-1 NAD+, 2.0 mmol L-1 ferricyanide, 25 °C and 0.4% glutaraldehyde) the linear working range and sensitivity of the four sensor elements was improved. Simultaneous and cross-talk free measurements of four different metabolic parameters were performed successfully. The reliable analytical performance of the biosensor array was demonstrated by application in a clarified sample of inoculum sludge. Thereby, a promising approach for on-site monitoring of fermentation processes is provided. KW - Simultaneous determination KW - Enzymatic biosensor KW - Diaphorase KW - Dehydrogenase Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.07.119 SN - 0013-4686 VL - 251 SP - 256 EP - 262 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Pilas, Johanna A1 - Yazici, Y. A1 - Selmer, Thorsten A1 - Keusgen, M. A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Application of a portable multi-analyte biosensor for organic acid determination in silage JF - Sensors N2 - Multi-analyte biosensors may offer the opportunity to perform cost-effective and rapid analysis with reduced sample volume, as compared to electrochemical biosensing of each analyte individually. This work describes the development of an enzyme-based biosensor system for multi-parametric determination of four different organic acids. The biosensor array comprises five working electrodes for simultaneous sensing of ethanol, formate, d-lactate, and l-lactate, and an integrated counter electrode. Storage stability of the biosensor was evaluated under different conditions (stored at +4 °C in buffer solution and dry at −21 °C, +4 °C, and room temperature) over a period of 140 days. After repeated and regular application, the individual sensing electrodes exhibited the best stability when stored at −21 °C. Furthermore, measurements in silage samples (maize and sugarcane silage) were conducted with the portable biosensor system. Comparison with a conventional photometric technique demonstrated successful employment for rapid monitoring of complex media. Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.3390/s18051470 SN - 1424-8220 VL - 18 IS - 5 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Pilas, Johanna A1 - Mariano, K. A1 - Keusgen, M. A1 - Selmer, Thorsten A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Optimization of an Enzyme-based Multi-parameter Biosensor for Monitoring Biogas Processes JF - Procedia Engineering Y1 - 2015 U6 - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.702 SN - 1877-7058 N1 - Part of special issue "Eurosensors 2015" VL - 120 SP - 532 EP - 535 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Pilas, Johanna A1 - Iken, Heiko A1 - Selmer, Thorsten A1 - Keusgen, Michael A1 - Schöning, Michael Josef T1 - Development of a multi‐parameter sensor chip for the simultaneous detection of organic compounds in biogas processes JF - Physica status solidi (a) N2 - An enzyme-based multi-parameter biosensor is developed for monitoring the concentration of formate, d-lactate, and l-lactate in biological samples. The sensor is based on the specific dehydrogenation by an oxidized β-nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+)-dependent dehydrogenase (formate dehydrogenase, d-lactic dehydrogenase, and l-lactic dehydrogenase, respectively) in combination with a diaphorase from Clostridium kluyveri (EC 1.8.1.4). The enzymes are immobilized on a platinum working electrode by cross-linking with glutaraldehyde (GA). The principle of the determination scheme in case of l-lactate is as follows: l-lactic dehydrogenase (l-LDH) converts l-lactate into pyruvate by reaction with NAD+. In the presence of hexacyanoferrate(III), the resulting reduced β-nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) is then regenerated enzymatically by diaphorase. The electrochemical detection is based on the current generated by oxidation of hexacyanoferrate(II) at an applied potential of +0.3 V vs. an Ag/AgCl reference electrode. The biosensor will be electrochemically characterized in terms of linear working range and sensitivity. Additionally, the successful practical application of the sensor is demonstrated in an extract from maize silage. Y1 - 2015 U6 - https://doi.org/10.1002/pssa.201431894 SN - 1862-6319 VL - 212 IS - 6 SP - 1306 EP - 1312 PB - Wiley CY - Weinheim ER -