Kompatible Solute ausgewählter halotoleranter und halophiler Firmicutes: Isolierung, Identifizierung und Produktion
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1995
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INHALTSVERZEICHNIS
I
1. EINLEITUNG.1
2. MATERIAL UND METHODEN.9
2.1 ORGANISMEN.9
2.1.1 GRAM-POSITIVE EUBAKTERIEN MIT HOHEM GC-GEHALT.9
2.1.2 GRAM-POSITIVE EUBAKTERIEN MIT NIEDRIGEM GC-GEHALT.9
2.2 MEDIEN.10
2.2.1 MEDIENZUSAETZE.10
2.2.2 MEDIEN ZUR STAMMHALTUNG.11
2.2.3 FLUESSIGMEDIEN.12
2.2.3.1 KOMPLEXMEDIEN ZUR KULTIVIERUNG DES STAMMS H53.12
2.2.3.2 GLUCOSE-MINERALSALZMEDIEN MIT HEFEEXTRAKT-ZUSATZ (GY-MEDIEN).12
2.2.3.3 KOMPLEXE FISCHPEPTON-MEDIEN.13
2.3 ANZUCHT UND KULTIVIERUNG HALOPHILER/HALOTOLERANTER
MIKROORGANISMEN.14
2.3.1 STAMMHALTUNG.14
2.3.2 ANZUCHT IM SCHUETTELKOLBEN.14
2.3.3 BATCH-FERMENTATIONEN.15
2.3.4 HOCHZELLDICHTEFERMENTATIONEN.16
2.3.4.1 FUETTERUNGSSTRATEGIEN.16
2.3.4.2 HOCHZELLDICHTEFERMENTATION IM LABORMASSSTAB.17
2.3.4.3 HOCHZELLDICHTEFERMENTATION IM TECHNIKUMSMASSSTAB.18
2.3.5 HYPOOSMOTISCHE SCHOCKEXPERLMENTE. 19
2.3.5.1 HYPOOSMOTISCHE SCHOCKEXPERIMENTE IM SCHUETTELKOLBEN.19
2.3.5.2 HYPOOSMOTISCHE SCHOCKEXPERIMENTE IM BIOSTAT M FERMENTER.20
2.4 PHOTOMETRISCHE UND GRAVIMETRISCHE METHODEN.20
2.4.1 ZELLDICHTEBESTIMMUNG.20
2.4.2 NASS- UND TROCKENGEWICHTSBESTIMMUNG.20
2.4.3 PROTEINBESTIMMUNG AN GANZEN ZELLEN.20
2.4.4 D-GLUCOSE-BESTIMMUNG.21
2.4.5 PHOTOMETRISCHE AMMONIUMBESTIMMUNG.21
2.5 EXTRAKTION, ISOLIERUNG UND IDENTIFIZIERUNG KOMPATIBLER SOLUTE.22
2.5.1 GEFRIERTROCKNUNG.22
2.5.2 VERFAHREN ZUR EXTRAKTION KOMPATIBLER SOLUTE.22
2.5.2.1 MIKROEXTRAKTION.22
2.5.2.2 PRAEPARATIVE SOXHLET-EXTRAKTION.22
2.5.3 VERFAHREN ZUR REINIGUNG UND ISOLIERUNG KOMPATIBLER SOLUTE.23
2.5.3.1 PRAEPARATIVE BLIGH & DYER-EXTRAKTION.23
2.5.3.2 ADSORPTIONS-CHROMATOGRAPHIE.23
2.5.3.3 PRAEPARATIVE LONENVERZOEGERUNGSCHROMATOGRAPHIE.23
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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INHALTSVERZEICHNIS
II
2.5.3.4 KATIONENAUSTAUSCH-CHROMATOGRAPHIE.24
2.5.3.5 ANTONENAUSTAUSCH-CHROMATOGRAPHIE.25
2.5.3.6 METHANOLFAELLUNG UND UMKRISTALLISATION DES HYDROXYECTOINS.25
2.6 ANALYTIK KOMPATIBLER SOLUTE.26
2.6.1 HOCHLEISTUNGSFLUESSIGCHROMATOGRAPHIE (HPLC).26
2.6.1.1 ISOKRATISCHE HPLC.26
2.6.1.2 FMOC-GRADIENTEN-HPLC ZUM NACHWEIS N-REAKTIVER VERBINDUNGEN 26
2.6.2 SPEKTROSKOPISCHE METHODEN.28
2.6.2.1
13C-NMR-SPEKTROSKOPIE.28
2
.6.22
'LIQUID SECONDARY LON'-MASSENSPEKTROMETRIE (LSIMS).28
2.7 CHEMIKALIEN.29
3. ERGEBNISSE.30
3.1 DAS SPEKTRUM KOMPATIBLER SOLUTE IN DEN GATTUNGEN
BREVIBACTERIUM UND
CORYNEBACTERIUM
.30
3.1.1 DIE AUSWAHL EINES GEEIGNETEN KULTIVIERUNGSMEDIUMS.30
3.1.2 KOMPATIBLE SOLUTE IN DER GATTUNG
BREVIBACTERIUM.31
3.1.3 KOMPATIBLE SOLUTE IN DER GATTUNG
CORYNEBACTERIUM.34
3.1.3.1 DAS SOLUTESPEKTRUM IN
CORYNEBAKTERIEN.34
3.1.3.2 DIE BEDEUTUNG VON PIPECOLINSAEURE FUER DIE OSMOADAPTATION VON C.
AMMONIAGENES
.36
3.2 FERMENTATIVE PRODUKTION UND AUFARBEITUNG VON HYDROXYECTOIN.38
3.2.1 STAMMAUSWAHL UND MEDIENOPTIMIERUNG.38
3.2.1.1 STAMMAUSWAHL.38
3.2.1.2 MEDIENOPTIMIERUNG.40
3.2.1.3 PHYSIOLOGISCHE CHARAKTERISIERUNG DES STAMMS M52.43
3.2.2 HOCHZELLDICHTEFERMENTATIONEN (FED-BATCH-FERMENTATIONEN).45
3.2.3 HOCHZELLDICHTEFERMENTATIONEN MIT MEDIENAUSTAUSCH ('REPEATED
FED-BATCH'
FERMENTATIONEN).47
3.2.4 HYPOOSMOTISCHE SCHOCKEXPERIMENTE MIT DEM STAMM M52 UND DIE REINI
GUNG VON HYDROXYECTOIN.50
3.3 DIE PHYSIOLOGISCHE ANTWORT DES STAMMS M52 AUF EINEN HYPOOSMOTISCHEN
SCHOCK.53
3.4 DER STAMM H53: EIN ORGANISMUS MIT UNGEWOEHNLICHEM SOLUTEMUSTER.57
3.4.1 CHARAKTERISIERUNG DES STAMMS H53.57
3.4.2 KOMPATIBLE SOLUTE IM GY-MEDIUM.58
3.4.3 DAS SOLUTESPEKTRUM IN VERSCHIEDENEN KOMPLEXMEDIEN.60
3.4.3.1 KULTIVIERUNG DES STAMMS H53 IM MELASSE-MEDIUM.60
3.4.3.2 KULTIVIERUNG DES STAMMS H53 IN WEITEREN KOMPLEXMEDIEN.61
INHALTSVERZEICHNIS
III
3.4.3.3 ISOLIERUNG UND IDENTIFIZIERUNG DES KOMPATIBLEN SOLUTES 'A' AUS
ZELLEX
TRAKTEN DES STAMMS H53.64
3.4.3.4 N
A-ACETYLLYSIN: DE NOVO SYNTHESE ODER AKKUMULATION VON
VORSTUFEN ?.69
3.4.3.5 PYROGLUTAMAT: KOMPATIBLES SOLUT ODER EXTRAKTIONSARTEFAKT ?.71
3.5 DIE PHYSIOLOGISCHE ANTWORT WEITERER GRAM-POSITIVER EUBAKTERIEN AUF
EINEN
HYPOOSMOTISCHEN SCHOCK.77
4. DISKUSSION.79
4.1 DAS KOMPATIBLE SOLUT HYDROXYECTOIN: VERBREITUNG UND CHEMISCHE EIGEN
SCHAFTEN .79
4.2 PRODUKTION UND AUFARBEITUNG DES KOMPATIBLEN SOLUTES HYDROXYECTOIN
MIT
EUBAKTERIEN DER GATTUNG
MARINOCOCCUS.81
4.3 DIE PHYSIOLOGISCHE ANTWORT GRAM-NEGATIVER UND GRAM-POSITIVER MIKRO
ORGANISMEN AUF EINEN HYPOOSMOTISCHEN SCHOCK.85
4.4 DIE OSMOADAPTATION IN DEN GATTUNGEN
BREVIBACTERIUM UND CORYNEBACTERIUM.88
4.5 DIE BEDEUTUNG DER AMINOSAEURE GLUTAMIN FUER DIE OSMOADAPTATION
HALOTOLERANTER
UND HALOPHILER GRAM-POSITIVER EUBAKTERIEN.91
4.6 ACETYLIERTE DIAMINOSAEUREN: TYPISCHE KOMPATIBLE SOLUTE HALOTOLERANTER
UND HALO
PHILER
FIRMICUTES.93
5. ZUSAMMENFASSUNG.97
6. LITERATUR. 100 |
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