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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-03-01 - 2023-02-28

Neben den bekannten und gefürchteten Infektionskrankheiten Malaria, Tuberkulose und AIDS gibt es besonders in wirtschaftlich ärmeren Ländern weniger bekannte und trotzdem tödliche Erreger. Bei dem vorliegenden Projekt geht es um den Einzeller Entamoeba histolytica. Geschätzte 50.000 Menschen sterben jedes Jahr an Infektionen mit dieser Amöbe, die besonders den Darm und die Leber des Menschen angreift. Unser Projekt befaßt sich hauptsächlich mit einem komplizierten Oberflächenmolekül, von dem jede einzelne invasive Amöbe etwa 80 Millionen Kopien besitzt. Das Molekül trägt den komplexen Namen Lipopeptidophosphoglykan (LPPG), und zudem weitere Namen. Es besitzt einen Kern aus einem Eiweißmolekül, das mit einer aufwändigen Struktur in der Zellmembran verankert ist. In dem bis heute noch nicht identifizierten Kerneiweiß kommt die Aminosäure Serin häufig vor, an diesen Serinen hängen Phosphatgruppen, die unverzweigte Kohlehydratketten tragen. Wir waren ursprünglich auf das LPPG gestoßen, als wir monoklonale Antikörper aus Mäusen erzeugten, die gegen Oberflächenbestandteile der Amöbe geimpft waren. Ein solcher Antikörper, von uns EH5 genannt, bindet an das LPPG und kann mit Amöben infizierte Mäuse vor Leberabszessen schützen. Später konnten wir zeigen, dass der Antikörper eine bestimmte Aminosäuresequenz im Kerneiweiß von LPPG erkennt, und in den Daten des späteren Genomprojekts entdeckten wir ein Gen, das das Kerneiweiß von LPPG kodieren könnte. Ein Ziel unseres Projekts ist der Nachweis, ob genau dieses Genprodukt oder ein anderes wirklich den Kern des LPPG bildet. Ein weiterer Teil des Projekts soll untersuchen, wie die Seitenketten des LPPG gebildet werden. Sie bestehen aus Glukose, dem häufigsten Zuckermolekül, das jedoch in einer ungewöhnlichen Weise, wie bei der Oberfläche von Kariesbakterien, verbunden ist. Eine weitere Frage ist, wie die Amöbe die Basis dieser Ketten herstellt. Bei der Struktur des LPPG Moleküls fällt auch auf, dass Galaktose an verschiedenen Stellen eingebaut ist. Galaktose unterscheidet sich von Glukose nur dadurch, dass eine einzige Gruppe in eine andere Richtung weist. Das Enzym GalE mit dem Namen UDP-Glukose 4´-Epimerase kann UDP-Glukose in UDP-Galaktose umwandeln und damit die aktivierte Form von Galaktose erzeugen. Wir planen, das Gen für GalE in den Amöben abzuschalten, um zu untersuchen, welche Auswirkungen das auf das LPPG und generell auf die Amöben hat. Weiters suchen wir nach den Transferasen, die speziell den Zucker Galaktose einbauen können. Bei der Suche nach Enzymen für die Kohlehydratbiosynthese haben wir bereits alle Datenbanken durchforstet und eine Ausgangsliste erstellt. Eine tiefere Analyse zusammen mit einem Kollegen in Frankreich ist geplant. Insgesamt erwarten wir, dass wir in der Wiener Zusammenarbeit von der molekularen Parasitologie an der Medizinischen Universität mit der Kohlehydratbiochemie an der Universität für Bodenkultur einen signifikanten Beitrag zum Verständnis der Oberfläche von pathogenen Entamoeben liefern wird.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2018-12-01 - 2022-11-30

Die Enzyme LPMOs (Lytic polysaccharide monooxygenases) sind entscheidend am Abbau von Cellulose beteiligt, da sie in der Lage sind, Cellulose auch in höher geordneten Bereichen zu modifizieren. Diese Eigenschaft trägt in der Natur entscheidend zur Hydrolyse von cellulosischen Substraten bei. Bisher weniger untersucht wurde, wie man diese Modifikationen durch LMPOs für eine gezielte Steuerung von Eigenschaften an cellulosischen Substraten nutzen kann. Die durch LMPOs erzielte Modifikation ist dabei von großem Interesse, da dadurch spezielle Ankergruppen in cellulosische Substrate unterschiedlicher Art eingebracht werden können. Im vorliegenden Projekt wird dabei der Effekt von LMPOs auf native Cellulose aber auch im Bereich der recyclierten Fasern aus Baumwolle (recycled cotton) oder auch bei recyclierten Fasern auf Holzbasis untersucht. Darauf aufbauend sollen mögliche Szenarien für die kommerzielle Anwendung der enzymatisch modifizierten Fasern erstellt werden.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2018-12-05 - 2021-12-04

Obwohl die Ionenmobilitäts-Massenspektrometrie in Verbindung mit "all-ions" basierten QTOFMS Analysenstrategien eine sehr leistungsstarke Analytik ermöglicht, treten im Bereich Metabolomics immer wieder schwierige Fragestellungen und Matrices auf, welche auch für diese Methode eine große Herausforderung darstellen. In diesem Zusammenhang bietet der Einsatz der driftzeitgesteuerten „breitband“ Precursorauswahl mit nachfolgender Fragmentierung eine wertvolle Alternative. Bei diesem workflow kann die angewandte Kollisionsenergie mit der Driftzeit der Metaboliten korreliert werden. Die Technologie hat ein hohes Potential, wurde aber noch nicht für wichtige Zielanalyten oder Matrices getestet. Im vorliegenden Projekt werden die Parameter und der datamining workflow für die Kombination der Breitband-Quadrupol-Isolierung mit der Ionenmobilität optimiert und für die Identifizierung und Quantifizierung von Metaboliten in schwierigen biologischen Proben und Umweltproben vorbereitet.

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