{"id":140966,"date":"2024-03-22T07:23:00","date_gmt":"2024-03-22T06:23:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=140966"},"modified":"2024-03-18T15:02:23","modified_gmt":"2024-03-18T14:02:23","slug":"projekt-infuprots-ankerproteine-halten-biokompatible-insektizide-auch-bei-regen-auf-den-blattern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/projekt-infuprots-ankerproteine-halten-biokompatible-insektizide-auch-bei-regen-auf-den-blattern\/","title":{"rendered":"Projekt InFuProts: Ankerproteine halten biokompatible Insektizide auch bei Regen auf den Bl\u00e4ttern"},"content":{"rendered":"\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"768\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/03\/DALL.E_2024-03-07_10.25.28_Ankerproteine_Regentropfen_pf.de_cut.jpg\" alt=\"Neuartige Ankerproteine sollen biokompatible Insektizide auch bei Regen auf den Bl\u00e4ttern halten.\" class=\"wp-image-140987\" style=\"aspect-ratio:1.3333333333333333;width:755px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/03\/DALL.E_2024-03-07_10.25.28_Ankerproteine_Regentropfen_pf.de_cut.jpg 1024w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/03\/DALL.E_2024-03-07_10.25.28_Ankerproteine_Regentropfen_pf.de_cut-300x225.jpg 300w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/03\/DALL.E_2024-03-07_10.25.28_Ankerproteine_Regentropfen_pf.de_cut-150x113.jpg 150w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/03\/DALL.E_2024-03-07_10.25.28_Ankerproteine_Regentropfen_pf.de_cut-768x576.jpg 768w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/03\/DALL.E_2024-03-07_10.25.28_Ankerproteine_Regentropfen_pf.de_cut-360x270.jpg 360w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Neuartige Ankerproteine sollen biokompatible Insektizide auch bei Regen auf den Bl\u00e4ttern halten. \u00a9 Pflanzenforschung.de<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n<p><strong>Ein neuartiges insektizides Protein soll Nutzpflanzen vor Sch\u00e4dlingen sch\u00fctzen. Das Besondere: Dank spezieller Ankerproteinen haftet der Wirkstoff besser auf den Bl\u00e4ttern und wird nicht so leicht von Regen abgewaschen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Heute noch sch\u00fctzen vor allem chemische Insektizide unsere Nutzpflanzen vor Sch\u00e4dlingen. Doch allzu oft gelangen sie ins Erdreich, ins Grundwasser und schlussendlich in unsere Nahrungskette. Es ist daher wichtig, dass insektizide Molek\u00fcle keinerlei negative Wirkung auf Menschen und Umwelt haben. Ideal sind auch solche Wirkstoffe, die schon nach kurzer Zeit komplett biologisch abgebaut werden. Zurzeit sind in Deutschland 281 Pflanzenschutzmittel zugelassen. Doch nur die wenigsten erf\u00fcllen diese zwei Bedingungen. Es gibt daher einen dringenden Bedarf an neuen Wirkstoffen, um unsere Landwirtschaft nachhaltiger zu machen.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Die Projektpartner und das \u00fcbergeordnete Ziel<\/h3>\n\n\n\n<p><strong>Wissenschaftliche Partner<\/strong><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Prof. Dr. Ulrich Schwaneberg\u00a0(Projektkoordinator), Lehrstuhl f\u00fcr Biotechnologie,\u00a0<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.biotec.rwth-aachen.de\/go\/id\/imne\/\" target=\"_blank\">RWTH Aachen &amp; DWI-Leibniz Institute<\/a><\/strong><\/li>\n\n\n\n<li><strong>Dr. Boonhiang Promdonkoy,\u00a0<a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.biotec.or.th\/home\/en\/biocontrol-technology-research-team\/\" target=\"_blank\">National Center for Genetic Engineering and Biotechnology (BIOTEC)<\/a>,\u00a0Thailand<\/strong><\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.pflanzenforschung.de\/application\/files\/thumbnails\/detail_md_2x\/4317\/0981\/6458\/chinesischer_Brokkoli_NationaCenterforEngineeringandBiotechnology_cut.jpg\" alt=\"Chinesicher Brokkoli (Brassica alboglabra) ist in Thailand ein wichtiges Gem\u00fcse. Die Pflanze wird oft von den Raupen der Zuckerr\u00fcbeneule (Spodoptera exigua) befallen.\n\" style=\"aspect-ratio:1.3333333333333333;width:775px;height:auto\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Chinesicher Brokkoli (<em>Brassica alboglabra<\/em>) ist in Thailand ein wichtiges Gem\u00fcse. Die Pflanze wird oft von den Raupen der Zuckerr\u00fcbeneule (<em>Spodoptera exigua<\/em>) befallen.  \u00a9 National Center for Genetic Engineering and Biotechnology <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Ein solcher Wirkstoff ist Vip3A. Es handelt sich um ein nat\u00fcrliches Protein, dass aus dem Bakterium&nbsp;<em>Bacillus thuringensis<\/em>&nbsp;stammt und effektiv blattfressende Schmetterlingslarven abt\u00f6tet. F\u00fcr den Menschen und andere Tiere gilt die Substanz hingegen als unsch\u00e4dlich. Es gibt jedoch zwei Probleme: Vip3A ist nicht besonders hitzestabil und verliert bei h\u00f6heren Temperaturen um 50\u00b0C seine biologische Funktion. Ferner ist \u201ceine regenresistente Anbindung von Protein-Toxine an Pflanzenbl\u00e4ttern aufgrund fehlender Blatt-Bindedom\u00e4nen ein generelles Problem\u201c, erkl\u00e4rt Professor Ulrich Schwaneberg.<\/p>\n\n\n\n<p>Das soll sich nun durch das Projekt InFuProts \u00e4ndern. Die Wissenschaftler der RWTH Aachen und im DWI setzen auf Protein-Engineering, um die Struktur des Wirkstoffs entsprechend anzupassen. Das hei\u00dft, sie ver\u00e4ndern die Gensequenz, um dem Protein die gew\u00fcnschten Eigenschaften zu verleihen. Partner sind dabei Experten aus Thailand. Dort ist insbesondere der Chinesischer Brokkoli (<em>Brassica alboglabra<\/em>) eine wichtige Gem\u00fcsepflanze, an denen der neue Wirkstoff beispielhaft getestet werden soll. Das thail\u00e4ndische Team ist auch f\u00fcr die Wirkstoffproduktion verantwortlich.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Das Vorgehen<\/h3>\n\n\n\n<p>Um die Haftung von Peptid-Proteinen auf den Bl\u00e4ttern zu verbessern, generierte Dr. Florian Bourdeaux im Team von Prof. Ulrich Schwaneberg ein Fusionsprotein aus dem Vip3A-Toxin und einem Adh\u00e4sionsvermittlerpeptide namens AP24. Das Vip3A-Adh\u00e4sionsvermittlerpeptide ist ungiftig und haftet das Vip3A Protein an die Wachsschicht von Bl\u00e4ttern. Die Anhaftung ist aufgrund der 3-D Struktur und Vielzahl an Interaktionen sehr stark, so dass das Fusionsproteine AP24-Vip3A auch nach einem starken Regenguss auf der Blattoberfl\u00e4che haften und aktiv bleibt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image aligncenter is-resized\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.pflanzenforschung.de\/application\/files\/7217\/0981\/6479\/Raupen_Spodoptera_NationaCenterforEngineeringandBiotechnology_cut.jpg\" alt=\"Raupen der Gattung Spodoptera fallen wie eine Armee \u00fcber Felder her und zerst\u00f6ren die Pflanzen. Im Englischen werden sie daher auch Armyworms genannt. Das regenfest gemachte Pestizid Vip3A soll die Pflanzen sch\u00fctzen.\n\" style=\"aspect-ratio:1.332919254658385;width:707px;height:auto\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Raupen der Gattung Spodoptera fallen wie eine Armee \u00fcber Felder her und zerst\u00f6ren die Pflanzen. Im Englischen werden sie daher auch Armyworms genannt. Das regenfest gemachte Pestizid Vip3A soll die Pflanzen sch\u00fctzen. \u00a9 National Center for Genetic Engineering and Biotechnology <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Als n\u00e4chsten Schritt hat die Arbeitsgruppe in Aachen die Temperaturresistenz des Vip3A-Proteins erh\u00f6ht. Mit Hilfe von computergest\u00fctzten Methoden identifizierten sie die Dom\u00e4ne des Proteins, die am wenigsten temperaturstabil war und \u00fcber molekulardynamische Simulationen wurden die Aminos\u00e4urenpositionen ausgew\u00e4hlt um Fluktuationen zu minimieren und damit die Temperaturresistenz zu erh\u00f6hen. In Thailand testeten die Forschenden dann, welches der ver\u00e4nderten Proteine die beste Wirkung gegen Insekten aufwies. \u201eUnser neues Vip3A ist um vier bis f\u00fcnf Grad stabiler und genauso wirksam\u201c, sagen Prof. Schwaneberg und Dr. Bourdeaux stolz. Das Ap24-Vip3A-Fusionsprotein kann einfach als L\u00f6sung auf die Bl\u00e4tter aufgespr\u00fcht werden. In Thailand ist Vip3A bereits ein Produkt, das verkauft wird.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Ausblick<\/h3>\n\n\n\n<p>Die prinzipielle Technologie dahinter k\u00f6nnte jedoch auf Feldern auf der ganzen Welt Einzug halten. Denn inzwischen hat Schwaneberg eine \u201aCompany-Building\u2018 Firma gegr\u00fcndet, die Aachen Proteineers, die die sogenannten Adh\u00e4sionsvermittler-Technologieplattform vermarktet. Zum Einsatz kommen in einer Produktlinie\u00a0 Wirkstoff-Container, die mit Adh\u00e4sionsvermittlerpeptiden dekoriert sind. Die Container bestehen aus Zuckerpolymeren, die \u00fcber die Adh\u00e4sionsvermittlerpeptide ebenso gut auf den Bl\u00e4ttern haften und mit nahezu beliebigem Inhalt\/Wirkstoffen gef\u00fcllt werden k\u00f6nnen. Zum Beispiel mit einem Kupfersalz, das im Weinanbau als Pflanzenschutzmittel eine gro\u00dfe Rolle spielt.\u00a0Da das Pflanzenschutzmittel so \u00fcber l\u00e4ngere Zeit auf der Blattoberfl\u00e4che fixiert wird, wird weniger davon gebraucht: \u201eWir konnten zeigen, dass durch die Container der Kupferauftrag im Feld um den Faktor 3 reduziert werden konnte, im Gew\u00e4chshaus sogar um den Faktor 40\u201c, sagt Schwaneberg.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\"><strong>Vorangegangene Ver\u00f6ffentlichungen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Meurer, R. A., Kemper, S., Knopp, S., Eichert, T., Jakob, F., Goldbach , H. E., Schwaneberg*, U., Pich*, A. (2017). Biofunctional Microgel Based Fertilizers for Controlled Foliar Delivery of Nutrients to Plants. Angewandte Chemie, 56, 1 7.&nbsp;<a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1002\/anie.201701620\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1002\/anie.201701620<\/a><\/li>\n\n\n\n<li>Schwinges, P., et. Al, Schwaneberg*, U., Conrath*, U. (2019). A bifunctional dermaseptin\u2013thanatin dipeptide functionalizes the crop surface for sustainable pest management. Green Chem , 21, 2316-2325&nbsp;<a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1039\/C9GC00457B\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/doi.org\/10.1039\/C9GC00457B<\/a><\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ein neuartiges insektizides Protein soll Nutzpflanzen vor Sch\u00e4dlingen sch\u00fctzen. Das Besondere: Dank spezieller Ankerproteinen haftet der Wirkstoff besser auf den Bl\u00e4ttern und wird nicht so leicht von Regen abgewaschen. Heute noch sch\u00fctzen vor allem chemische Insektizide unsere Nutzpflanzen vor Sch\u00e4dlingen. 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