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IMAB Institut für Marine Biotechnologie e.V.
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Das Institut für Marine Biotechnologie e. V. (IMaB) in Greifswald ist ein Forschungsakteur an der Schnittstelle von mariner Mikrobiologie, Biotechnologie, funktioneller Genomik und Proteinbiologie. Das Institut untersucht marine Mikroorganismen und deren genetische, enzymatische und metabolische Fähigkeiten mit dem Ziel, biologisch und biotechnologisch relevante Funktionen zu identifizieren und zu charakterisieren. Das IMaB ist eng mit der Pharmazeutischen Biotechnologie der Universität Greifswald verbunden; Prof. Thomas Schweder leitet das IMaB und ist zugleich Professor für Pharmazeutische Biotechnologie.
in zentraler Forschungsansatz ist die Verbindung von Genomik, Transkriptomik und Proteomik mit funktioneller Charakterisierung. Damit werden Proteine identifiziert, deren Expression unter bestimmten Umweltbedingungen untersucht und anschließend hinsichtlich ihrer biologischen Funktion analysiert. Proteine sind hierbei nicht lediglich analytische Marker, sondern Gegenstand der funktionellen Forschung.
Marine Enzyme und Biokatalyse
Ein besonders konkreter Bereich ist die Untersuchung kohlenhydrataktiver Enzyme (CAZymes) mariner Bakterien. Diese Enzyme ermöglichen Mikroorganismen die Erkennung, Spaltung und Verwertung komplexer Kohlenhydrate aus mariner Biomasse.
Im Umfeld der von Schweder koordinierten Forschung wurden beispielsweise neue Enzymklassen für den Abbau mariner Kohlenhydrate identifiziert und funktionell charakterisiert. Damit umfasst die Forschung die gesamte wissenschaftliche Kette von
Mikroorganismus → genetische Information → Protein/Enzym → Struktur und Funktion → Biokatalyse.
Die Arbeiten sind damit unmittelbar der funktionellen Proteinbiotechnologie und Enzymforschung zuzuordnen.
Protein-Kohlenhydrat-Interaktionen
Ein weiterer konkreter Schwerpunkt liegt auf Glykan-Protein-Interaktionen. Untersucht werden unter anderem Carbohydrate-Binding Modules (CBMs) und SusC/D-ähnliche Proteine, mit denen marine Bakterien komplexe Kohlenhydrate erkennen und für ihre Verwertung erschließen.
Aktuelle Arbeiten befassen sich beispielsweise mit der Funktion von SusC/D-ähnlichen Proteinen bei der Nutzung von Fructanen durch marine Gammaproteobakterien sowie mit kohlenhydratbindenden Modulen multimodularer Proteine.
Damit verfügt das IMaB über einen spezifischen Forschungsschwerpunkt an der Schnittstelle von:
Proteinstruktur und -funktion
Protein-Kohlenhydrat-Wechselwirkungen
mikrobieller Enzymatik
mariner Biomasse
funktioneller Proteomik
Biokatalyse.
Bedeutung für die Nutzung biologischer Rohstoffe
Für die Betrachtung von Protein- und Biomassewertschöpfung ist insbesondere die Fähigkeit des IMaB relevant, mikrobielle Enzyme zur Charakterisierung und gezielten Transformation komplexer biologischer Rohstoffe zu untersuchen.
Die Forschung an marinen Kohlenhydraten zeigt exemplarisch, wie mikrobielle Proteine eingesetzt werden können, um schwer zugängliche Biomassebestandteile enzymatisch zu erschließen. Der wissenschaftliche Ansatz ist damit auch auf Fragestellungen übertragbar, bei denen Proteine, Enzyme oder enzymatische Aufschlussverfahren zur Fraktionierung und Wertsteigerung biologischer Rohstoffe untersucht werden.