Zusammenarbeit von BRAIN Biotech und AMSilk: Protein-Engineering verbessert erfolgreich Strukturproteine für Performance Materials

Die BRAIN Biotech AG, führender Anbieter von Lösungen für die Biologisierung der Industrie, und die AMSilk GmbH, ein weltweit führendes Unternehmen für hochentwickelte Materialien aus spinnenseidenbasierten Proteinen, geben den erfolgreichen Abschluss der ersten Phase ihrer Entwicklungszusammenarbeit bekannt. Nach einjähriger Zusammenarbeit haben sie ein natürliches Strukturprotein gezielt optimiert und anschließend das erste PCT-Patent (“Patent Cooperation Treaty”) für dieses Verfahren angemeldet.

Ziel der Zusammenarbeit ist es, die Entwicklung von Hochleistungsfasern auf Proteinbasis für den Markt der Hochleistungswerkstoffe voranzutreiben, wobei die spezifischen Eigenschaften dieser Strukturproteine für verschiedene leistungsstarke Anwendungsbereiche im Textilbereich optimiert werden. Neben der wirtschaftlichen Dimension verfolgen beide Unternehmen ein gemeinsames strategisches Ziel: den Aufbau einer nachhaltigeren Zukunft durch biobasierte Lösungen in der Textilindustrie.

AMSilk hat eine breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten für seine auf Spinnenseide basierenden Proteine entwickelt, von der Entwicklung des führenden Spinnverfahrens für Seidenproteinfasern bis hin zur Umwandlung von Proteinen in Seidenperlen, Gele und Lösungen, um die Kraft ihrer Beschichtungseffekte zu erschließen. Aufgrund ihrer einzigartigen Kombination aus Festigkeit und Flexibilität ist Spinnenseide der Goldstandard für bioindustrielle Materialien. Die rekombinanten Proteine von AMSilk sind vollständig biologisch abbaubar, können vollständig recycelt werden und enthalten keine Spuren von Mikroplastik. Die auf Seidenproteinen basierenden Fasern von AMSilk setzen völlig neue Maßstäbe in der Bekleidungsindustrie. Sie bieten extrem breite Leistungsmerkmale und sind zudem eine hochwertige Alternative mit geringem CO2-Verbrauch im Vergleich zu anderen natürlichen oder fossilen Materialien.

Die Strukturproteine, die den Proteinfasern von AMSilk zugrunde liegen, können mit Hilfe der Technologien von BRAIN Biotech auf der Ebene der Aminosäuren modifiziert werden, so dass die Produkte auf spezifische Marktanforderungen zugeschnitten werden können.

Der Erfolg dieser strategischen F&E‑Kooperation basiert auf dem Einsatz von BRAIN Biotechs Rational Design im Protein Engineering. Mit dieser Technologie hat BRAIN Biotech in der Enzymtechnologieeinheit in Zwingenberg über viele Jahre hinweg eine erfolgreiche Erfolgsbilanz aufgebaut. BRAIN Biotech hat seine Protein-Engineering-Strategie bereits erfolgreich bei der Entwicklung einer Vielzahl von Protein- und Enzymprodukten eingesetzt, um diese für industrielle Anwendungen maßzuschneidern. Neben der wissenschaftlichen Expertise von AMSilk auf dem Gebiet der spinnenseidenbasierten Proteine bringt AMSilk auch das Verständnis für Kunden- und Marktanforderungen ein. Die nun erreichten Ergebnisse der Zusammenarbeit zeigen einmal mehr, dass die angewandte wissenschaftliche Strategie zu völlig neuen Produkten führen kann.

Dr. Alexander Pelzer, Leiter der Forschung & Entwicklung bei BRAIN Biotech am Standort Zwingenberg, betont: ​“Unser erfolgreiches rationales Protein-Engineering basiert auf der Kombination von zwei Faktoren: der Erfahrung unseres Teams — in Verbindung mit Sequenzierung und strukturbasierten bioinformatischen Methoden, einschließlich KI-Vorhersagen. Die strategische F&E‑Partnerschaft mit AMSilk ist ein hervorragendes Beispiel für die Leistungsfähigkeit unserer Protein-Engineering-Pipeline.”

Pelzer nennt die leistungsstarke Bioinformatik einschließlich der verschiedenen KI-Ansätze, die von den erfahrenen Protein-Engineering-Experten bei BRAIN Biotech als Grundlage für das Protein-Engineering verwendet werden, wobei sie ihren Ansatz auf jede spezifische Anfrage abstimmen. Auf Basis der langjährigen Erfahrung des Teams werden die Optimierungsvorschläge dann molekularbiologisch umgesetzt und im Labor getestet. Nach erfolgreicher Herstellung und Charakterisierung dieser Strukturproteine im Milliliter-Maßstab skaliert BRAIN Biotech die Top-Kandidaten in einem Fermenter auf den Liter-Maßstab und stellt sie AMSilk für Anwendungstests zur Verfügung.

Alexander Pelzer ergänzt: ​“Viele der Proteinfasern, die wir bei BRAIN Biotech entwickelt und hergestellt haben, zeigen in der Praxis deutlich verbesserte Eigenschaften. Wir freuen uns sehr, dass wir einmal mehr zum Erfolg eines Kunden — in diesem Fall AMSilk — beitragen konnten.”

Gudrun Vogtentanz, Chief Scientific Officer bei AMSilk, sagt über die Zusammenarbeit: ​“Gemeinsam mit BRAIN Biotech bringen wir maßgeschneiderte Materiallösungen auf den Markt, die nicht nur den Bedürfnissen der Kunden entsprechen, sondern auch nachhaltig sind. Damit können wir den Markt für Hochleistungsmaterialien, der derzeit von Textilien auf fossiler Basis dominiert wird, langfristig revolutionieren. Mit ihrer langjährigen Expertise im Protein-Engineering und unserer gemeinsamen Vision ist BRAIN Biotech ein idealer Entwicklungspartner.”