Verbundvorhaben: Produktion, Reinigung und materialwissenschaftliche Charakterisierung von Spinnenseiden-, Elastin- und Getreidereserveproteinmultimeren aus transgenen Pflanzen; Teilvorhaben 1: Konstruktion, Produktion und Charakterisierung

Das Thema des Projektes ist die Produktion, Reinigung und materialwissenschaftliche Charakterisierung von Spinnenseiden-, Elastin- und Speicherproteinmultimeren aus transgenen Pflanzen. Orientierende materialwissenschaftliche Untersuchungen sollen die zukünftige technische Nutzung dieser Proteine ermöglichen. Bei der Erzeugung und technischen Nutzung von repetitiven Proteinen (Spinnenseidenproteine, Elastin-like-Peptides (ELP)-Varianten sowie Speicherproteine) in Pflanzen kommt es auf die Produktion und Testung von vielen Sequenzvarianten an. Eine zweite entscheidende Frage ist die Größe der repetitiven Proteine. Natürliche Spinnenseidenproteine sind über 200.000 Dalton groß. Diese Größe erreichen wir durch Intein-vermitteltes Proteinsplicing (posttranslationale Multimerisierung in vivo) sowie durch Dimerisierung/Multimerisierung mit Hilfe von Transglutaminase ((posttranslationale Multimerisierung in vitro). Wir wollen den Zusammenhang zwischen Sequenzmotiven, Proteingröße und den Materialeigenschaften darstellen. Des Weiteren wollen wir prüfen, inwieweit in Tabak in Gazehäusern und im Freiland diese materialwissenschaftlich interessanten Eiweiße effizient hergestellt werden und in entsprechender Menge gereinigt werden können. Besonders aus ökonomischen Gründen ist die Entwicklung von preiswerten und effizienten Reinigungsmethoden auch in größerem Maßstab eine dritte wichtige Aufgabe, die gelöst werden muss. Durch Kreuzung transgener Linien können unter Nutzung von Transsplicing auf einfache Weise verschiedene Monomere von Spinnenseidenproteinen und anderen repetitiven Proteinen miteinander kombiniert werden. Dier Vielfalt der zu erzeugenden proteinbasierten Materialien kann so sehr effektiv erweitert werden.