Forschungsbericht 2021

Bioprozess- und Biosystemtechnik V-1

Leitung: Prof. Dr. An-Ping Zeng

Institut auf TORE
Institutswebsite

Publikationen

• Phenotype analysis of cultivation processes via unsupervised machine learning: demonstration for Clostridium pasteurianum - Article
  Hong, Yaeseong; Nguyen, Tom; Arbter, Philipp; Utesch, Tyll; Zeng, An-Ping
  Engineering in Life Sciences 22 (2) : 85-99 (2022-02)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Volatile and medium chain fatty acid production from cabbage residues using mixed culture fermentations and in-situ product removal by electrodialysis - Article
  Selder, Ludwig; Turunen, Rosaliina; Vuoristo, Kiira S.; Uusitalo, Jaana; Zeng, An-Ping
  Bioresource Technology Reports 16 : 100828 (2021-12)
  Publisher DOI
  
  
• Regulation of directed mutations of Asp-68 and Tyr-70 in H-protein on the overall enzyme activity of the glycine cleavage system - Article
  Zhang, Han; Li, Yuchen; Nie, Jinglei; Ren, Jie; Zeng, An-Ping
  Beijing Huagong Daxue Xuebao - Natural Science Edition 48 (6): 48-56 (2021-11-20)
  Publisher DOI
  
  
• Considerations of the impacts of cell-specific growth and production rate on clone selection : a simulation study - Article
  Hernández Rodríguez, Tanja; Morerod, Sophie; Pörtner, Ralf; Wurm, Florian M.; Frahm, Björn
  Processes 9 (6): 964 (2021-06)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Integrated laboratory evolution and rational engineering of GalP/Glk-dependent Escherichia coli for higher yield and productivity of L-tryptophan biosynthesis - Article
  Minliang, Chen; Ma, Cheng-Wei; Chen, Lin; Zeng, An-Ping
  Metabolic Engineering Communications 12: e00167 (2021-06)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• A novel downstream process for highly pure 1,3-propanediol from an efficient fed-batch fermentation of raw glycerol by Clostridium pasteurianum - Article
  Zhang, Chijian; Sharma, Shubhang; Wang, Wei; Zeng, An-Ping
  Engineering in Life Sciences 21 (6): 351-363 (2021-06)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• An Aldolase-Based New Pathway for Bioconversion of Formaldehyde and Ethanol into 1,3-Propanediol in Escherichia coli - Article
  Meng, Hao; Wang, Chuang; Yuan, Qipeng; Ren, Jie; Zeng, An-Ping
  ACS Synthetic Biology 10 (4): 799-809 (2021-04-16)
  Publisher DOI
  
  
• Dynamic energy correlation analysis of E. coli aspartokinase III and alteration of allosteric regulation by manipulating energy transduction pathways - Article
  Wang, Shizhen; Ma, Cheng-Wei; Zeng, An-Ping
  Engineering in Life Sciences 21 (5): 314-323 (2021-05-01)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• An overview of drive systems and sealing types in stirred bioreactors used in biotechnological processes - Article
  Schirmer, Cedric; Maschke, Rüdiger; Pörtner, Ralf; Eibl, Dieter
  Applied Microbiology and Biotechnology 105 (6): 2225-2242 (2021-03)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Regulation of pyruvate dehydrogenase complex related to lactate switch in CHO cells - Article
  Möller, Johannes; Bhat, Krathika; Guhl, Lotta; Pörtner, Ralf; Jandt, Uwe; Zeng, An-Ping
  Engineering in Life Sciences 21 (3-4): 100-114 (2021-03)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Metabolomic and kinetic investigations on the electricity-aided production of butanol by Clostridium pasteurianum strains - Article
  Arbter, Philipp; Sabra, Wael; Utesch, Tyll; Hong, Yaeseong; Zeng, An-Ping
  Engineering in Life Sciences 21 (3-4): 181-195 (2021-03)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Digital twins for tissue culture techniques : concepts, expectations, and state of the art - Article
  Möller, Johannes; Pörtner, Ralf
  Processes 9 (3): 447 (2021-03)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Introduction of glycine synthase enables uptake of exogenous formate and strongly impacts the metabolism in Clostridium pasteurianum - Article
  Hong, Yaeseong; Arbter, Philipp; Wang, Wei; Rojas, Lilian N.; Zeng, An-Ping
  Biotechnology and Bioengineering 118 (3): 1366-1380 (2021-03)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Novel strategies for automated engineering of enzymatic systems: structural and functional insights to human pyruvate dehydrogenase complex - Thesis
  Ilhan, Sibel
  Technische Universität Hamburg (2021)
  Open Access
  
  
• Model-assisted DoE software: optimization of growth and biocatalysis in Saccharomyces cerevisiae bioprocesses - Article
  Moser, André; Kuchemüller, Kim Beatrice; Deppe, Sahar; Hernández Rodríguez, Tanja; Frahm, Björn; Pörtner, Ralf; Hass, Volker C.; Möller, Johannes
  Bioprocess and Biosystems Engineering 44 (4): 683-700 (2021-04-01)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Model-based workflow for scale-up of process strategies developed in miniaturized bioreactor systems - Article
  Arndt, Lukas; Wiegmann, Vincent; Kuchemüller, Kim Beatrice; Baganz, Frank; Pörtner, Ralf; Möller, Johannes
  Biotechnology Progress 37 (3): e3122 (2021-05-01)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• A Capacitive Microwave Sensor with Guard Electrode for Single Cell Characterization - Article
  Savić, Aleksandar; Freiberger, Fabian; Pörtner, Ralf; Jacob, Arne
  IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology (in Press): (2021)
  Publisher DOI
  
  
• Tunable Protein Hydrogels: Present State and Emerging Development - inBook
  Nie, Jinglei; Zhang, Xiu; Wang, Wei; Ren, Jie; Zeng, An-Ping
  Tunable Hydrogels, Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology 178: 63-97 (2021)
  Publisher DOI
  
  
• Digital Twins and Their Role in Model-Assisted Design of Experiments - inBook
  Kuchemüller, Kim Beatrice; Pörtner, Ralf; Möller, Johannes
  Digital Twins, Advances in biochemical engineering/biotechnology 177: 29-61 (2021)
  Publisher DOI
  
  
• Towards recombinantly produced milk proteins: Physicochemical and emulsifying properties of engineered whey protein beta-lactoglobulin variants - Article
  Keppler, Julia; Heyse, Anja; Scheidler, Eva; Uttinger, Maximilian J.; Fitzner, Laura; Jandt, Uwe; Heyn, Timon R.; Lautenbach, Vanessa; Loch, Joanna; Lohr, Jonas; Kieserling, Helena; Günther, Gabriele; Kempf, Elena; Grosch, Jan Hendrik; Lewiński, Krzysztof; Jahn, Dieter; Lübbert, Christian; Peukert, Wolfgang; Kulozik, Ulrich; Drusch, Stephan; Krull, Rainer; Schwarz, Karin; Biedendieck, Rebekka
  Food Hydrocolloids (110): 106132 (2021-01)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Improvement of glycine biosynthesis from one-carbon compounds and ammonia catalyzed by the glycine cleavage system in vitro - Article
  Xu, Yingying; Ren, Jie; Wang, Wei; Zeng, An-Ping
  Engineering in Life Sciences 22 (1) : 40-53 (2022-01)
  Open Access Publisher DOI
  
  
• Experimentelle und modellgestützte Charakterisierung von Festbettprozessen mit immobilisierten Milchsäurebakterien - Thesis
  Faschian, Rebecca
  Dr. Hut 978-3-8439-4830-2: (2021)
  
  
• Dynamic parameter estimation and prediction over consecutive scales, based on moving horizon estimation: applied to an industrial cell culture seed train - Article
  Hernández Rodríguez, Tanja; Posch, Christoph; Pörtner, Ralf; Frahm, Björn
  Bioprocess and Biosystems Engineering 44: 93–808 (2021)
  Publisher DOI
  
  
• Enhanced sequestration of carbon dioxide into calcium carbonate using pressure and a carbonic anhydrase from alkaliphilic Coleofasciculus chthonoplastes - Article
  Heuer, Jonas; Kraus, Yasemin; Vučak, Marijan; Zeng, An-Ping
  Engineering in Life Sciences : (2021) (in press; CC BY 4.0)
  Publisher DOI
  
  

Projekte

• HP-eBio - SPP 2240: Systems Metabolic Engineering von Hydrogenophaga pseudoflava zur aeroben Biosynthese von Fettsäuren aus CO2 und Elektronenträgern in einem neuartigen bioelektrochemischen System
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
  Projektleitung: Zeng, An-Ping
  
  
• AiO-eChemBio - SPP 2240: Chemoenzymatische Reaktionskaskade in einem elektrochemischen All-in-One-System mit in-situ Zufuhr von H2O2 für die Biosynthese in wässrigen und organischen Medien
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2021 - 2024
  Projektleitung: Liese, Andreas; Fiedler, Bodo; Zeng, An-Ping
  Mitarbeitende: Bueschler, Victoria
  
  
• SPP 2240 - SPP 2240: Koordinationsfonds eBiotech
  Laufzeit 2021 - 2024
  Projektleitung: Zeng, An-Ping
  
  
• BIBER - Dynamische Modellierung und Gesamtevaluation des Systems
  Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft; Laufzeit 2020 - 2023
  Projektleitung: Zeng, An-Ping
  
  
• SPP 2170: Teilprojekt "CaproMix - Entwicklung neuer und definierter Co-Kulturen zur Bioproduktion von Capronsäure aus Kohlendioxid"
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2019 - 2022
  Projektleitung: Zeng, An-Ping
  Mitarbeitende: Herzog, Jan
  
  
• EnzymProzess - UfIB: Neue Technologien zur Entwicklung von Prozessführungsstrategien für enzymatische Prozesse unter hohem Druck-EnzymProzess
  Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Laufzeit 2019 - 2022
  Projektleitung: Pörtner, Ralf
  Mitarbeitende: Arndt, Lukas
  
  
• TI-Bioraffinerien: ELBE-NH-Effektivitätssteigerung von Lignin Bioraffinerien durch ergänzende Nutzung von Hydrolysaten (Teilprojekt E)
  Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Laufzeit 2019 - 2021
  Projektleitung: Zeng, An-Ping
  Mitarbeitende: Sabra, Wael; Selder, Ludwig
  
  
• protP.S.I. C2 - Modulation der Reaktivität von Proteinen durch Druck (prot P.S.I.) - TP C2: Neue Technologien zur Entwicklung von Prozessführungsstrategien
  Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Laufzeit 2018 - 2021
  Projektleitung: Pörtner, Ralf
  Mitarbeitende: Levermann, Philipp; Arndt, Lukas
  
  
• EnzymAgglo - Teilprojekt von SPP 1934: Multiskalige modellgestützte Untersuchungen funktionaler Enzym- und Proteinagglomerate für biotechnologische Anwendung - Teil 2: Von der Struktur zur Funktion
  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Laufzeit 2016 - 2022
  Projektleitung: Heinrich, Stefan; Zeng, An-Ping
  
  
• SpeCCC - Specialised Cell Carrier Components
  European Union; Laufzeit 2012 - 2021
  Projektleitung: Pörtner, Ralf
  Mitarbeitende: Schaffer, Christiane; Arndt, Lukas
  
  
• General methods and tools for systems and synthetic biology
  Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2007 - 2021
  Projektleitung: Zeng, An-Ping
  Mitarbeitende: Jandt, Uwe
  
  
• Bioprocess and Biosystems Engineering - Microbial and enzymatic Systems
  Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2006 - 2030
  Projektleitung: Zeng, An-Ping
  Mitarbeitende: Arbter, Philipp; Chen, Lin
  
  
• Bioprocess and Biosystems Engineering - Mammalian Cell Cultures
  Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG); Technische Universität Hamburg; Laufzeit 2006 - 2030
  Projektleitung: Zeng, An-Ping
  Mitarbeitende: Pörtner, Ralf; Jandt, Uwe
  
  

Kooperationspartner

• Prof. U. Fritsching, University of Bremen
• Prof. Yue Feng, Beijing University of Chemical Technology
• Prof. Dr.-Ing. Udo Reichl, MPI Magdeburg
• Infors AG, Schweiz
• Dr. J. Keppler, Christian-Albrechts-University Kiel
• Evonik Nutrition & Care GmbH
• Landwirtschaftliche Universität Athen (DFST-AUA),Abt. für Lebensmittel und Technologie, Greece
• Prof. Dr.-Ing. Dieter Eibl, ZHAW Wädenswil, Schweiz
• Ingenieurbüro Dr.-Ing. Schoop GmbH
• Prof. Dr.-Ing. Thomas Becker, TU München
• Dr. Jingxiu Bi, Aldelaide University, Australien
• Prof. K. Schwarz, Christian-Albrechts-University Kiel
• Universidade de Santiago de Compostela, Spanien
• Haldor Topsoe, Denmark
• Centre National de la recherche scientifique, France
• CNRS
• Prof. Dr. Udo Schumacher, UKE Hamburg
• Dr. Uwe Marx, TissUse GmbH, Berlin
• ZellWerk GmbH, Eichstädt
• Cell and Gene Therapy, Clinic for Stem Cell Transplantation, University Medical Centre (UMC) Hamburg-Eppendorf, Hamburg, K. Riecken
• Prof. Dr. Georg Conrads, RWTH Aachen
• Prof. Zhen Chen, Tsinghua University, China
• Danish Technological Institute, Denmark
• Prof. Dr. Zhi-Long Xiu, Dalian University of Technology, China
• Prof. Dr.-Ing. Peter Czermak, TH Mittelhessen, Gießen
• Prof. Dr. Michael Amling, UKE Hamburg
• Prof. Dr. Rolf Müller, Helmholtz Institute of Pharmaceutical Research, Saarbrücken
• Technische Hochschule Aachen, Germany
• Bioengineering AG, Wald, Schweiz
• Prof. Jingqi Yuan, Jiaotong University, Shanghai, China
• Nykomb, Sweden
• European Biomass Industry Association, Belgium
• Prof. Dr. Roland Lauster, TU Berlin
• Helmholzzentrum für Infektionsforschung (HZI), Braunschweig
• Prof. Dr. Christian Apel, RWTH Aachen
• Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
• Prof. Dr. Thomas Noll, Uni Bielefeld
• ProBioGen AG, Berlin
• Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, Chinese Academy of Sciences, Beijing
• Dr. H. Ma, University Edinburgh, UK and Chinese Academy of Sciences
• Dr. Azad Emin, KIT, Karlsruhe
• HF Biotec Berlin GmbH
• Quantis, Switzerland
• Prof. Dr.-Ing. Hoc Kiem Trieu, Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Mikrosystemtechnik
• Sintef, Norway
• Prof. Dr. Thomas Scheper, Universität Hannover
• Bioglobe GmbH, Hamburg
• VTT Technical Research Centre of Finland Ltd.
• VOCO GmbH, Dr. Maletz, Dr. Berg, Cuxhaven
• Prof. Dr. Stefan Schulz, TU Braunschweig
• Arkema, France
• OrganoBalance GmbH, Berlin
• DTL Biotechnology Ltd, Ireland
• Fraunhofer Einrichtung Marine Biotechnologie, Lübeck
• Prof. Ying-jin Yuan, Tianjin University, China
• medorex eK, Bovenden
• Prof. Dr.-Ing. Volker C. Hass, HS Furtwangen
• Prof. Dr. Irene Wagner-Döbler, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung, Braunschweig
• Prof. H. Karbstein, Karlsruhe Institut of Technology
• Dr.-Ing. Gerd Huber, TU Hamburg
• DESY Hamburg, EMBL (Biostruct X, R. Meijers)
• Prof. Dr. Andreas Kremling, TU München
• Prof. Dr. Elmar Heinzle, Uni Saarbrücken
• GALAB GmbH, Hamburg
• Agricultural University of Athens, Greece
• FRIAS (Freiburg Institute for Advanced Studies), group S.Schiller
• Umicore, Belgium
• Prof. Dr.-Ing. Björn Frahm, FH Lemgo