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Lexikon der Ernährung: protein engineering

protein engineering, Veränderung eines Proteins durch chemische Modifizierung / gezielten Austausch einzelner Aminosäuren, um Funktionen des Proteins in einer vorhersagbaren Art und Weise zu verändern. Hierzu sind Kenntnisse aus Physik, Chemie, Biochemie, Molekularbiologie und Computerwissenschaften erforderlich, außerdem ist ein vollständiges Verständnis der Struktur-Funktions-Beziehung Voraussetzung. Vor allem molekularbiologische bzw. gentechnische Methoden haben die selektive Veränderung eines Gens möglich gemacht, wodurch dem dadurch codierten Protein gezielt neue Eigenschaften vermittelt werden können. Bei den Genveränderungen handelt es sich sowohl um den Austausch von bestimmten Basen (E site mutagenesis) als auch um die Einführung neuer DNA-Sequenzen in ein bereits existierendes DNA-Molekül (E chimeric genes).
Mit Hilfe des p. e. lassen sich Enzyme entwickeln, die beispielsweise auf Grund einer erhöhten Temperatur-, pH-, oder Proteolysestabilität besser an die jeweiligen Produktionsprozesse angepasst sind. Da es sich bei den optimierten Enzymen um neue Proteine handelt, die so nicht in der Natur vorkommen, werden sie erst nach eingehender Sicherheitsbewertung (Toxizität, Allergenität) den Lebensmittelverarbeitern zur Verfügung gestellt. Zurzeit wird vor allem im Bereich Stärkeverzuckerung (durch Glucoamylase, Glucose-Oxidase, Glucose-Isomerase; Stärkehydrolyse) an einer solchen Enzymoptimierung gearbeitet.

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