Ergebnisse
Peptid-Haftvermittler (Ankerpeptide, APs) die eine maßgeschneiderte und regenfeste Anbindung von Wirkstoffcontainern oder antimikrobiellen Peptiden/Enzymen an die Pflanzenoberfläche ermöglichen, sind von hohem Interesse für die Entwicklung neuer Pflanzenschutz und Pflanzenstärkungsmitteln für eine ressourcen-effiziente und nachhaltige Landwirtschaft. Um das rationale Design von maßgeschneiderten Peptid-Haftvermittlern für die Anwendungsanforderungen zu ermöglichen, wurden im PepUse-Projekt zwei Schlüsselaspekte untersucht: (1) detaillierte Definition der Anwendungsanforderungen aus Sicht des Anwenders (Landwirt), (2) Verständnis der Struktur des oberflächengebundenen Ankerpeptids und seines Bindungsmechanismus. Das PepUse-Projekt untersuchte erfolgreich die Vorteile der Integration von Anwenderbedürfnissen und -anforderungen in den frühen Phasen der Forschung und Entwicklung, um die verschiedenen Aspekte der Technologieentwicklung zu beleuchten und zu gestalten. Daher haben wir ein neuartiges Forschungs-Toolkit entwickelt und angewandt, um potenzielle (Haupt-) Anwender zu identifizieren und ihre Bedürfnisse und Anforderungen an die Nutzung der maßgeschneiderten Peptid-Haftvermittler besser zu verstehen. Die strukturelle Charakterisierung des Peptids, der an der Oberfläche immobilisierten Ankerpeptide und der Bindungsmechanismen wurde durch Molekulardynamiksimulation, NMR-Spektroskopie (Festkörper-MAS-NMR-Experimente) und Protein-Engineering untersucht. Die Integration von Molecular Modelling und Protein Engineering lieferte molekulare Einblicke in die Struktur und Orientierung von oberflächengebundenen APs und ermöglichte die Entwicklung eines molekularen Modells für die AP-Bindung an hydrophobe Oberflächen, die die pflanzlichen Wachsschichten nachahmen. Das PepUse-Antragstellerteam hat sich zum Ziel gesetzt, auf der Basis der identifizierten Anwendungsfelder und dem Generierten Wissen zu der Ankerpeptibindung mit Wissenschaftlern und Industie Folgeprojekte zu entwickeln.
Dr. Mehdi D. Davari
Chair of Biotechnology
RWTH Aachen University
phone: +49 241 80 20676
email: m.davari@biotec.rwth-aachen.de
PD Dr. Bernd König, Prof. Dr. Henrike Heise, Physical Biology, Heinrich Heine University
Dr. Michael Wustmans, Prof. Dr. Stefanie Bröring, Technology and Innovation Management in Agribusines, University of Bonn
01.09.2019 - 28.02.2021
PepUse ist Teil des NRW-Strategieprojekts BioSC und wurde vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.
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