Leuchtturm 3

DiP-PhosFect

Neue Wirkstoffe aus Pflanzenresten: DiP-PhosFect entwickelt innovative biotechnologische Verfahren zur Herstellung verbesserter Impfhilfsstoffe aus Lecithin.

Projektbeschreibung

Was bei der Herstellung von Pflanzenölen als Nebenprodukt anfällt, könnte als Ausgangsmaterial für die Wirkstoffe der Zukunft dienen: Lecithin. Das Projekt DiP-PhosFect entwickelt ein biotechnologisches Verfahren, um daraus Lipide für Anwendungen im Pflanzenschutz und Pharmabereich herzustellen.
Am Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle entsteht eine innovative Technologie, die künstliche Intelligenz mit Biotechnologie verbindet. Die KI hilft dabei, Enzyme zu optimieren, die Lecithin gezielt in biokompatible Lipide umwandeln können. Ein besonderer Fokus liegt auf der praktischen Anwendung: In Kooperation werden die entwickelten Lipide für den Einsatz als Wirkstoff im Pflanzenschutz und als Hilfsstoff in medizinischen Anwendungen wie der mRNA-Transfektion getestet. Das Fraunhofer CBP unterstützt dabei, die Produktion in den industriellen Maßstab zu übertragen.
Durch die Verbindung von künstlicher Intelligenz, Biotechnologie und Impfstoffentwicklung stärkt DiP-PhosFect die regionale Pharmaindustrie und schafft neue wirtschaftliche Perspektiven für Sachsen-Anhalt. Das Projekt zeigt, wie nachhaltige Technologien und digitale Innovationen die Biotechnologie von morgen gestalten können.

"Von einer Ölflasche und Rapssamen über eine Lipidhülle mit eingeschlossenem Wirkstoff bis zum Pflanzenschutzmittel. Illustration: Martin Dippe, Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB), Öl- und Sprühflasche generiert mit ChatGPT, Proteinmodell (1CTF) aus der Protein Data Bank (PDB), Abb. Mehltau: AlexOutside, "Erysiphe heraclei on Heracleum sphondylium in the UK", Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0, bearbeitet"

Ziele

• Entwicklung neuartiger Lipide aus Pflanzenresten
• Optimierung der Enzyme durch KI-gestützte Methoden
• Etablierung eines nachhaltigen Produktionsprozesses
• Testung der Lipide in Wirkstoff-Formulierungen
• Innovatives Verfahren zum Enzym-Recycling
• Aufbau neuer bioökonomischer Wertschöpfungsketten

Förderdauer

01.04.2024 – 31.12.2028
Verbundkoordinator:in
Dr. Martin Dippe
Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB, Halle (Saale))

Enzymbasierte Lipidsynthese

Die Arbeiten der AG Dippe konzentrieren sich auf enzymatische Reaktionen, die zur Lipidherstellung Verwendung finden werden. Hier werden in Kooperation mit dem Teilprojekt B neue Enzyme erzeugt, die eine breite Vielfalt an Lipiden für eine nachfolgende Testung durch einen Industriepartner generieren können. Zudem werden technische Parameter der Produktion wie ein Recycling des Enzyms durch ein patentiertes Verfahren untersucht.

Projektleiter:in
Dr. Martin Dippe
Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB)

KI-gestützte Modellierung

Die bioinformatisch ausgerichtete Arbeitsgruppe von Dr. Davari wird die in Teilprojekt A genutzten Synthesereaktionen computergestützt optimieren. Dabei kommen KI-basierte Methoden zum Einsatz, die sowohl eine Verbesserung der im Projekt genutzten Enzyme als auch eine Vorhersage der Eigenschaften der produzierten Lipide ermöglichen wird.

Projektleiter:in
Dr. Mehdi Davari
Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB)
Portrait Davari

Skalierung

Am CBP wird die Synthese ausgewählter Lipide vom Labor- in einen technischen Maßstab überführt. Die gewonnenen Ergebnisse können in für eine spätere industrielle Pilotierung und Prozessoptimierung angewandt werden.

Projektleiter:in
Dr.-Ing. Katja Patzsch
Fraunhofer CBP
P_Patzsch

Begleitforschung

Projektleiter:in
Dr. Daniela Pufky-Heinrich
Fraunhofer IKTS-CEM
Portrain Pufky-Heinrich