Design and gram scale enzymatic synthesis of human milk oligosaccharides

  • Stougaard, Peter (PI (principal investigator))
  • Svensson, Birte (Projektdeltager)
  • Bertelsen, Hans (Projektdeltager)
  • Seo, Jin Ho (Projektdeltager)
  • Pedersen, Lars Haastrup (Projektdeltager)

Projektdetaljer

Beskrivelse

The overall aim of the project is to discover novel transglycosylating enzymes and to develop bioprocesses for gram scale synthesis of human milk oligosaccharides (HMOs), which have been shown to play an essential role in a range of biological processes and interactions of significant importance to human health and nutrition. The main goals in the project are
- to discover and develop new thermostable, transglycosylating enzymes like fucosidases, for the synthesis of for example fucosyllactose, sialidases, for the synthesis of e.g. sialyllactose, and N-acetyl-hexosaminidases and β-galactosidases for the synthesis of lacto-N-tetraose and lacto-N-neotetraose.
- to characterize the enzymes and the oligosaccharide products.
- to design and analyse bioprocesses for gram scale synthesis of HMOs.
Thus, we will generate a toolbox of new thermostable glycosyl hydrolases to be used in industrial processes, and we expect to gain new knowledge on enzymatic transglycosylation. The long term societal and commercial aspects of the project will be to establish industrial processes for the manufacture of novel bioactive oligosaccharides to be used in infant formulas, specialized food products, medical treatments and research.

Lægmandssprog

Modermælk fra mennesker indeholder humane mælke-oligosakkarider (HMO), som i ernæringsforsøg viser sundhedsfremmende effekter, som præbiotisk aktivitet, anti-adhæsivitet af patogene bakterier og stimulering af hjerneudvikling hos nyfødte. De fleste fysiologiske tests er udført med modermælk, som indeholder blandinger af oligosakkarider - ofte mellem 23 og 130 forskellige HMO pr. individ. Derfor har det kun i få tilfælde været muligt at dokumentere effekterne af individuelle, rene oligosakkarider. Oprensning af specifikke oligosakkarider fra mælk er ikke muligt, idet human modermælk varierer i indhold og diversitet af HMO, og ko-mælk indeholder ikke HMO. For at kunne dokumentere sundhedsfremmende effekter af individuelle, rene oligosakkarider er der derfor behov for at udvikle nye processer til fremstilling af HMO i gram skala. I dette projekt vil vi udvikle nye enzymatiske processer baseret på varmestabile glycosyl hydrolaser. Sådanne enzymer tillader
fremstilling af HMO ved høj temperatur, hvilket fremmer hygiejnen og øger reaktionshastigheden og opløseligheden af reaktanterne. Enzymernes stabilitet og evne til syntese af HMO vil blive undersøgt, og udvalgte enzymer med stort potentiale vil blive fremstillet i stor-skala og anvendt i processer til fremstilling af HMO i gram skala. På længere sigt vil en sådan proces muliggøre fysiologiske
ernæringsforsøg og industriel fremstilling af HMO til modermælkserstatninger, specielle ernæringsprodukter og medicinske behandlinger.

Nøgleresultater

Nye enzymer identificeret , proces udviklet, publikaioner, konference bidrag
AkronymOliGram
StatusAfsluttet
Effektiv start/slut dato01/08/201431/12/2018

Samarbejdspartnere

  • Arla Foods
  • University of Copenhagen
  • Technical University of Denmark
  • Seoul National University

Fingerprint

Udforsk forskningsemnerne, som dette projekt berører. Disse etiketter er oprettet på grundlag af de underliggende bevillinger/legater. Sammen danner de et unikt fingerprint.