Münsterland e.V. - Online-Datenbank

Forschungsschwerpunkte
- molekulare Phytopathologie: Pathogenitätsfaktoren, Resistenzmechanismen
- nachwachsende Rohstoffe: bioaktive Polysaccharide, Polysaccharid-modifizierende Enzyme

Im Arbeitskreis von Prof. Dr. Bruno Moerschbacher wird an verschiedenen Forschungsprojekten gearbeitet. Diese dienen langfristig alle der Entwicklung einer „Wissensbasierten Bioökonomie“, und damit einer der zentralen Zukunftsfragen am Ende des Petrochemie-Zeitalters: das knapper werdende Erdöl macht eine Rückbesinnung auf nachwachsende Rohstoffe, insbesondere Biopolymere, nötig.
Dabei interessieren wir uns weniger für die reinen Materialeigenschaften als vielmehr für die biologischen Aktivitäten der Biopolymere, insbesondere von komplexen Zuckern (Polysacchariden oder Oligosacchariden) wie Chitosanen aus Krabbenschalen, Ulvan aus Grünalgen, Pektin aus höheren Pflanzen oder bakteriellen Exopolysacchariden wie Xanthan. Wir wollen verstehen, wie die biologischen Funktionen der komplexen Zucker von ihren biochemischen Strukturen und ihren physikochemischen Eigenschaften bestimmt werden. Dazu identifizieren, charakterisieren und optimieren wir Polysaccharid-modifizierende Enzyme, also die biologischen Werkzeuge derjenigen Organismen, die diese Polysaccharide produzieren oder abbauen. Wir entwickeln Methoden, um die mit solchen Enzymen modifizierten Polysaccharide oder aus ihnen enzymatisch hergestellten Oligosaccharide bio- und physikochemisch zu analysieren und ihre biologischen Aktivitäten zu erkennen, zu messen und zu verbessern. Letztlich können wir so Produkte herstellen, die für bestimmte Aufgaben optimiert sind, z.B. für einen biologischen Pflanzenschutz oder für neuartige Wundverbände, unter denen auch chronische Wunden zuverlässig heilen können.
Neben diesen Arbeiten zu Polysaccharid-modifizierenden Enzymen und den biologischen Aktivitäten ihrer Produkte bearbeiten wir auch eine andere Gruppe von Enzymen, die Polyphenoloxidasen (PPO). Auch dieses Forschungsgebiet hat sich aus unseren Arbeiten zur Molekularen Phytopathologie entwickelt, also zu der Frage, wie Pflanzen sich gegen Krankheiten schützen. Im Rahmen dieser Arbeiten waren wir auf den Löwenzahn aufmerksam geworden, eine Pflanze, die zu den wenigen weltweit zählt, die praktisch nie krank werden. Wir hatten vermutet – und es hat sich partiell auch bestätigt – dass die Krankheitsresistenz des Löwenzahns etwas mit den PPOs zu tun haben könnte. Tatsächlich haben wir im Genom des Löwenzahns eine sehr große, aus elf Genen bestehende PPO-Genfamilie gefunden. Derzeit versuchen wir, diese Vielfalt zu verstehen, indem wir die PPO-Isoenzyme einzeln studieren und nach ihren natürlichen Substraten suchen, um letztlich die Eigenschaften ihrer Produkte analysieren zu können.
Um die Ergebnisse unserer Forschung möglichst zeitnah in umwelt- und verbraucherfreundliche Produkte umsetzen zu können, arbeiten wir in unseren Projekten fast immer früh mit entsprechenden Firmen im In- und Ausland zusammen. So hat z.B. unser langjähriger Chitosanproduzent und –lieferant kürzlich auf der Grundlage unserer gemeinsamen Forschung drei neue, Chitosan-basierte Pflanzenschutzmittel entwickelt. Eines dieser Mittel hat bereits eine Zulassung in Europa, zwei weitere bisher nur in Indien, wo unser Partner Chitosan produziert und wo er auch gemeinsam mit Farmern vor Ort die neuen Mittel entwickelt hat.

Prof. Dr. rer. Nat. Bruno Moerschbacher