Fra Rekeskall til Plantevernmiddel

21112005

Berit Bjugan AamNaturviterforum, Trondheim

14. November 2013

Fra Rekeskall til Plantevernmiddel

NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES

www.umb.no

Department of Chem

istry, Biotechnology and Food Science

Kitooligosakkarider

Miljøvennlig fungicid


www.umb.no

Department of Chem


Universitet for Miljø og Biovitenskap (UMB)


www.umb.no

Institutt for Kjemi, Bioteknologi og Matvitenskap

Protein Engineering and Proteomics-group– PEP-gruppa

Professor Vincent Eijsink

Enzymer som bryter ned biomasseHovedfokus:

– Degradering av cellulose (2.generasjon biodrivstoff)

– Degradering av kitin

Department of Chem



www.umb.no

Kitin Polymer av GlcNAc Reke- og krabbe skall, insekter

Årlig produksjon kitin biomasse: 1010 – 1011 tonn

Årlig produksjon kitin: 15 000 tonn Nord-atlanteren: 1000 tonn kitin fra

rekeskall

Department of Chem



www.umb.no

Kitin– Sukkerpolymer av GlcNAc– Byggematerialet i rekeskall– Ikke vannløselig

Kitosan– Fjerner acetylgrupper helt eller delvis– Positive ladninger (pH avhengig) – Løselig i svak syre eller i vann

Kitooligosakkarider (CHOS)– Enzymer kutter opp kitosan til kortere biter– Løselig i vann– Mange aktiviteter / mulige anvendelser

Department of Chem

istry, Biotec

hnology and Food Science

OHO

HO

HN

OH

OH

O

OHO

HO

NH2

OH

OH


www.umb.no

Department of Chem


Kitin polymer av GlcNAc

Kitosan polymer av GlcNAc og GlcN

CHOS

Deacetylation

Enzymatisk hydrolyse

Lengde / DP F(A) sekvens

Separasjon / Analyse


www.umb.no

Produkter Kitosan

– Vannrensing, stoppe blødninger, slankepiller, kosmetikk, kolesterol mm

Kitooligosakkarider– Funksjonell mat– Kylling-fôr

Glucosamine / GlcNAc– Bra for ledd (artritt)– Helsekost, legemiddel– Kosttilskudd for hunder

Department of Chem



www.umb.no

Anvendelser av CHOS

Department of Chem


Antifungal antibakteriell mot astmaregenerering av nerveceller differensiering av

beincellerimmunstimulerende anti-tumor effekterhemme metastasering antioxidant

effekt anti-diabetes anti-malaria gen-terapi

økt sår heling hemme adhesjon av bakterier til epitelceller


www.umb.no

Spesifikke CHOS lages vha enzymatisk hydrolyse av kitosan

Department of Chem


Definerte kitosaner

Enzymatisk verktøykasse– kitinases, kitosanases, hjelpeproteiner, deacetylaser

Kitinaser / Kitosanaser– Ulike egenskaper– Kutter forskjellig i kitosan-polymeren– Gir ulike blandinger av CHOS

VI KAN PRODUSERE SPESIFIKKE CHOS -BLANDINGER


www.umb.no

Department of Chem


Kitinase

Kitosanase


www.umb.no

Department of Chem


Separasjon av CHOS Gelfiltrering, Superdex 30 Separerer på lengde

O

OO O

HO

OH

OH

HO

NH2

HN

O

O

OO O

HO

OH

OH

HO

NH2

HN

O

O

OO O

HOO

OH

OH

HO

NH2

H2N


www.umb.no

Department of Chem


Advanced chromatography (HPLC, UHPLC and HPAEC)

Mass spectrometry MALDI-TOF

ESI-MS

Give high quality data

787.6

2378

9.635

809.6

16

829.6

47

851.6

39

763.6

17

MT61_L50 0:P7 MS Raw

0.0

0.5

1.0

1.5

4x10

Inten

s. [a.

u.]

807.5

96

849.6

26

785.6

08

827.6

39


0

2000

4000

6000Inten

s. [a.

u.]

827.6

23

849.6

10

785.5

95

807.5

87

869.6

46

763.6

03

865.5

89

843.6

18


0

1000

2000

3000

4000

5000

Inten

s. [a.

u.]

780 800 820 840 860m/z

Nedbrytning av biomasse – Analytisk Plattform


www.umb.no

Department of Chem



www.umb.no

Department of Chem


Plantepatogene sopper:Botrytis cinerea – gråskimmel

Gir sykdom på over 200 ulike planter– Vanskelig å kontrollere– Norge: 30-60% tap av avling av

jordbær


www.umb.no

Department of Chem


RESISTENS

Kjemisk kontroll av B. cinerea i Norge:Teldor (1230 ha)Switch 62.5 WG (1220 ha)Topas 100 EC (1170 ha)Signum (940 ha) Amistar (229 ha)


www.umb.no

Sporespiring hemmes av CHOS

Department of Chem


(%)


www.umb.no

CHOS DPn40 hemmer vekst av Botrytis cinerea

Department of Chem


Kontroll Kitosan CHOS DPn40 CHOS DPn9

Effekt av kitosan og CHOS (DPn9 og DPn40, 80 µg/mL) på sporespiring og hyfevekst av Botrytis cinerea (12 timer etter næringsmedie tilført, 23±1°C).


www.umb.no

Synergistisk effekt mellom Signum og CHOS.Chickpea blader smittet med Botrytis cinerea.

Department of Chem



www.umb.no

Jordbærblomster smittet med Botrytis cinerea

Department of Chem


Kontroll

CHOS+

Teldor(10% av anbefalt dose)


www.umb.no

Konklusjon

Department of Chem


CHOS– Mer effektiv enn kitosan– DPn 15-40 mest effektiv– Synergistisk effekt sammen syntetiske fungicider

CHOS – et miljøvennlig alternativ til kjemiske fungicider

Mekanisme– Påvirker gjennomtrengeligheten av celleveggen til

soppen


www.umb.no

Department of Chem


Patentsøknad


www.umb.nowww.biochos.com

Vincent EijsinkProfessor UMBBoard member

Morten SørlieProfessor UMBBoard member

Arne TronsmoProfessor UMBChairExpert: plant pathogen fungi

Ellisiv RoganAdvisorBusiness skills

Berit Bjugan AamCEO

Næringslivskontoret UMB

Etablert mars 2013


www.umb.no

Oppskalering av produksjon

Department of Chem


Produkt

Kitin

Kitosan

Kitooligosakkarider

Enzymatisk hydrolyse av kitosan

Chitin www.biochos.com

Rekeskall


www.umb.nowww.biochos.com

Kontaktinformasjon

Berit Bjugan Aam

918 66 719

[email protected]

Fra Rekeskall til Plantevernmiddel

Documents

Transcript of Fra Rekeskall til Plantevernmiddel