Industrielle Mikrobiologie an der RWTH Aachen | Karteikarten & Zusammenfassungen

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TESTE DEIN WISSEN

Nennen Sie die wichtigsten Vorteile von E. coli.

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  • Viele pharmazeutisch relevante Proteine (mehr als 35)

  • Alternative Technologien existieren

  • Verschiedene Technologieanbieter

  • Stämme für viele Zwecke existieren

  • Endotoxin-freie Stämme existieren

  • Wichtig für Regulierungsbehörden – bewährte Beispiele existieren

  • Hohe Zelldichte, billiges Medium, einfache Reinigung

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Nennen Sie Produkte, die mit E. coli hergestellt werden.

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  • Proteine (z.B. Insulin)

  • Threonin

  • 1,3-Propandiol

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Nennen Sie ein Proteobakterium, ein Firmicutes, ein Aktinomyzet, und ein Ascomyzeten.

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Proteobakterium: Pseudomonas

Firmicutes: Bacilli, Clostridia

Aktinomyzet: Actinomyces israelii

Ascomyzeten: Saccharomyces cerevisiae

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Nennen Sie Triebkräfte und Limitierungen des Übergangs zur Bioökonomie.

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Triebkräfte: Klimawandel, alternde Gesellschaft, Wasser-, Essen-, Energiezufuhr, Sicherheit, Pandemien (Chemie, Biotechnologie, Biologie, etc.)

Limitationen: zu hohe Kosten/Aufwand; nicht optimale Auslegung von Sachen (z.B. Tierfutter)

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Welche 3 Möglichkeiten, eine Fermentation zu fahren, gibt es? 

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Batch-, Fed Batch-, Konti-Fermentation

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Definiere Bioökonomie

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Neues Modell für Industrie und Wirtschaft  nachhaltige Nutzung erneuerbarer biologischer Ressourcen zur Herstellung von Lebensmitteln, Energie und Industriegütern.

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Nennen Sie vier Strategien des Metabolic Engineering. (2P)

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(1) Überexprimieren des Gens, das für das geschwindigkeitsbegrenzende Enzym des Biosynthesewegs

(2) Blockieren der konkurrierenden Stoffwechselwege

(3) die heterologe Genexpression

(4) Enzymtechnik.

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Welche 4 Produkte der weißen Biotechnologie werden im Umfang > 1 Mio. t/a hergestellt?

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  • 1,3-Propandiol

  • Aceton

  • Butanol

  • Acrylamid

  • Vitamin B12

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Was ist Produkttoxizität? Nennen und beschreiben Sie eine (drei) Methode(n), Produktinhibition durch Toxizität zu umgehen. 

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Produkttoxizität: unnatürlich hohe Produktkonzentrationen sind häufig toxisch für die Zellen

Methoden: evolutionäres Engineering, Adaptive Laboratory Evolution (ALE) und transcription machinery engineering

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Definition von Ausbeute, Rate, spezifische Produktionsrate und Produkt-Titer, jeweils eine Einheit dazu!

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Ausbeute (YIELD): definiert als Quotient aus der im Verlauf des Wachstums von Mikroorganismen gebildeten Menge an Biomasse (X) und der Menge des dafür verbrauchten Substrats (S): Y = X/S. g Produkt/ g Substrat

Produktionsrate (RATE): definiert, wie viel Produkt bei wie vielen Litern pro Stunde entsteht g Produkt/L*h

Titer: relatives Maß für eine Konzentration g/L

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Warum Diskussion über alternative C-Quellen? Warum sucht man nach alternativen C-Quellen? 2 Beispiele für alternative C-Quellen nennen.

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  • konkurrierenden Bedarf der wachsenden Weltbevölkerung um Anbauflächen für Zucker und Stärke-Produktion

  • ökologisch und ökonomisch interessante stoffliche Verwendung für bisher biotechnologisch kaum genutzte Ressourcen finden

  • Cellulose, Ligno-Cellulose, Lignin

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Beschreiben der Merkmale des 1,3 Propandiol-Herstellers.

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Das Produkt darf für ihn nicht toxisch sein; Überexpression der tpi-Isomerase bzw. Verhinderung von anderen Stoffwechselwegen

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Q:

Nennen Sie die wichtigsten Vorteile von E. coli.

A:
  • Viele pharmazeutisch relevante Proteine (mehr als 35)

  • Alternative Technologien existieren

  • Verschiedene Technologieanbieter

  • Stämme für viele Zwecke existieren

  • Endotoxin-freie Stämme existieren

  • Wichtig für Regulierungsbehörden – bewährte Beispiele existieren

  • Hohe Zelldichte, billiges Medium, einfache Reinigung

Q:

Nennen Sie Produkte, die mit E. coli hergestellt werden.

A:
  • Proteine (z.B. Insulin)

  • Threonin

  • 1,3-Propandiol

Q:

Nennen Sie ein Proteobakterium, ein Firmicutes, ein Aktinomyzet, und ein Ascomyzeten.

A:

Proteobakterium: Pseudomonas

Firmicutes: Bacilli, Clostridia

Aktinomyzet: Actinomyces israelii

Ascomyzeten: Saccharomyces cerevisiae

Q:

Nennen Sie Triebkräfte und Limitierungen des Übergangs zur Bioökonomie.

A:

Triebkräfte: Klimawandel, alternde Gesellschaft, Wasser-, Essen-, Energiezufuhr, Sicherheit, Pandemien (Chemie, Biotechnologie, Biologie, etc.)

Limitationen: zu hohe Kosten/Aufwand; nicht optimale Auslegung von Sachen (z.B. Tierfutter)

Q:

Welche 3 Möglichkeiten, eine Fermentation zu fahren, gibt es? 

A:

Batch-, Fed Batch-, Konti-Fermentation

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Q:

Definiere Bioökonomie

A:

Neues Modell für Industrie und Wirtschaft  nachhaltige Nutzung erneuerbarer biologischer Ressourcen zur Herstellung von Lebensmitteln, Energie und Industriegütern.

Q:

Nennen Sie vier Strategien des Metabolic Engineering. (2P)

A:

(1) Überexprimieren des Gens, das für das geschwindigkeitsbegrenzende Enzym des Biosynthesewegs

(2) Blockieren der konkurrierenden Stoffwechselwege

(3) die heterologe Genexpression

(4) Enzymtechnik.

Q:

Welche 4 Produkte der weißen Biotechnologie werden im Umfang > 1 Mio. t/a hergestellt?

A:
  • 1,3-Propandiol

  • Aceton

  • Butanol

  • Acrylamid

  • Vitamin B12

Q:

Was ist Produkttoxizität? Nennen und beschreiben Sie eine (drei) Methode(n), Produktinhibition durch Toxizität zu umgehen. 

A:

Produkttoxizität: unnatürlich hohe Produktkonzentrationen sind häufig toxisch für die Zellen

Methoden: evolutionäres Engineering, Adaptive Laboratory Evolution (ALE) und transcription machinery engineering

Q:

Definition von Ausbeute, Rate, spezifische Produktionsrate und Produkt-Titer, jeweils eine Einheit dazu!

A:

Ausbeute (YIELD): definiert als Quotient aus der im Verlauf des Wachstums von Mikroorganismen gebildeten Menge an Biomasse (X) und der Menge des dafür verbrauchten Substrats (S): Y = X/S. g Produkt/ g Substrat

Produktionsrate (RATE): definiert, wie viel Produkt bei wie vielen Litern pro Stunde entsteht g Produkt/L*h

Titer: relatives Maß für eine Konzentration g/L

Q:

Warum Diskussion über alternative C-Quellen? Warum sucht man nach alternativen C-Quellen? 2 Beispiele für alternative C-Quellen nennen.

A:
  • konkurrierenden Bedarf der wachsenden Weltbevölkerung um Anbauflächen für Zucker und Stärke-Produktion

  • ökologisch und ökonomisch interessante stoffliche Verwendung für bisher biotechnologisch kaum genutzte Ressourcen finden

  • Cellulose, Ligno-Cellulose, Lignin

Q:

Beschreiben der Merkmale des 1,3 Propandiol-Herstellers.

A:

Das Produkt darf für ihn nicht toxisch sein; Überexpression der tpi-Isomerase bzw. Verhinderung von anderen Stoffwechselwegen

Industrielle Mikrobiologie

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