HA-Pol-ER

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KMU-innovativ: Multi-Enzym-Membranreaktor für die Synthese von hochmolekularen Hyaluronsäure-Polymeren für Kosmetik und Medizin

Hyaluronsäure - Hyaluronan; HA - ist ein nicht-sulfatiertes Glykosaminoglykan - GAG -, das biokompatibel und
bioabbaubar ist. Die fehlende Immunogenität beim Menschen macht HA zu einem sehr attraktiven Baustein
für die Entwicklung neuartiger Biomaterialien und pharmazeutischer Wirkstoffe. In der Ophthamologie und
Orthopädie wird qualitativ hochwertige, hochpolymere HA >2 MDa benötigt, um die Halbwertszeit von HA
im menschlichen Körper zu erhöhen. Die am Markt erhältlichen hochmolekularen HA wurden chemisch
modifiziert bzw. quervernetzt. Obwohl an Ganzzellsystemen gearbeitet wird, erreichen die am Markt etablierten
biotechnologischen Verfahren nicht die benötigten hohen Molekulargewichte und zeigen darüber hinaus in
den meisten Fällen eine unerwünscht hohe Polydispersität. Es erscheint daher aussichtsreich, ein zellfreies
Verfahren zu entwickeln, mit dem die Nukleotidzucker-Konzentration genau eingestellt und gesteuert
werden kann, um so hochmolekulare und möglichst monodisperse HA herzustellen. Ziel des Projektes ist
die Entwicklung eines zellfreien Verfahrens zur Herstellung hochreiner und monodisperser Polymere der
Hyaluronsäure mit einer Molmasse von >2 MDa mit Hilfe eines Multi-Enzym-Membranreaktors für
Anwendungen in Kosmetik und Medizin.

Für die Umsetzung der Ziele werden eine Enzymreaktionskaskade zur Synthese der HA und protein-haftvermittelnde Verfahren entwickelt, die eine kostengünstige und effiziente Immobilisierung der Enzyme an Membranen bei Raumtemperatur in Wasser ermöglichen. Das Konortium stellt einen Teil der benötigten Enzyme her, testet die einzelnen Enzymmembranreaktoren und entwickelt eine Analytik für die hochmolekularen Hyaluronsäurepolymere.