Der Abbau von Phenolen durch thermophile Mikroorganismen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
1998
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1
INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
1.1
AROMATISCHE
KOHLENWASSERSTOFFE
1.2
BIOLOGISCHER
ABBAU
ORGANISCHER
VERBINDUNGEN
1.2.1
DEFINITION
1.2.2
ABBAU
AROMATISCHER
VERBINDUNGEN
1.2.2.1
ABBAU
VON
SEITENKETTEN
UND
SUBSTITUENTEN
L.
2.2.2
DIREKTE
OXIDATION
DES
AROMATEN
1.2.2.2.1
HYDROXYLIERUNG
ZUM
PHENOL
ODER
CATECHOL
1.2.2.2.2
DIOXYGENIERUNG
ZUM
CUE-DIOL
UND
REAROMATISIERUNG
ZUM
CATECHOL
1.2.2.2.3
EPOXIDIERUNG
UND
ANSCHLIESSENDE
HYDROLYSE
ZUM
FRANS-DIOL
1.2.2.3
CATECHOL
ALS
ZENTRALER
METABOLIT
DES
AROMATENABBAUS
1.2.2.4
SPALTUNG
DES
AROMATISCHEN
RINGES
1.2.2.4.1
INTRADIOL-SPALTUNG
(ORT/IO-SPALTUNG)
1.2.2.4.2
EXTRADIOL-SPALTUNG
(META-SPALTUNG)
1.3
THERMOPHILE
MIKROORGANISMEN
1.4
ABBAU
AROMATISCHER
KOHLENWASSERSTOFFE
DURCH
THERMOPHILE
MIKROORGANISMEN
1.4.1
THERMOPHILER
ABBAU
VON
BTX-AROMATEN
1.4.2
THERMOPHILER
ABBAU
VON
PHENOLEN
1.5
ENZYME
DES
AROMATENABBAUS
AUS
THERMOPHILEN
MIKROORGANISMEN
1.6
BIOTRANSFORMATION
MIT
ENZYMEN
AUS
THERMOPHILEN
MIKROORGANISMEN
1.7
ZIELE
DIESER
ARBEIT
2
MATERIAL
UND
METHODEN
2.1
ABKUERZUNGEN
2.2
GERAETE
UND
CHEMIKALIEN
2.3
KULTIVIERUNG
DER
MIKROORGANISMEN
INHALTSVERZEICHNIS
II
2.3.1
SCREENING
2.3.1.1
PROBEN
ZUM
SCREENING
2.3.1.2
VERWENDETE
KULTURMEDIEN
2.3.2
OPTIMIERUNG
DER
KULTURMEDIEN
2.3.3
BAKTERIENSTAEMME
2.3.4
FERMENTATIONEN
2.3.4.1
EINFACHE
FERMENTATIONEN
(
BACILLUS
THERMOGLUCOSIDASIUS
A7
UND
E.COLI
A7FDI)
2.3.4.2
DIALYSEFERMENTATION
(HIS-TAG-FUSIONSPROTEINE)
2.3.4.2.1
ZUSAMMENSETZUNG
DER
STAMMLOESUNGEN
2.3.4.2.2
ZUSAMMENSETZUNG
DES
KULTURMEDIUMS
2.5
ZELLAUFSCHLUSS
2.6
PROTEINBESTIMMUNG
2.7
CHROMATOGRAPHIEBEDINGUNGEN
2.7.1
GASCHROMATOGRAPHIE
2.7.1.1
HEADSPACE-GASCHROMATOGRAPHIE
2.7.1.2
GASCHROMATOGRAPHIE/MASSENSPEKTROMETRIE
2.7.2
FLUESSIGCHROMATOGRAPHIE
(HPLC)
2.7.2.1
ANALYTIK
2.7.2.2
PROTEINREINIGUNG
2.7.2.2.1
GELPERMEATIONSCHROMATOGRAPHIE
AN
SUPERDEX
200
2.7.2.2.2
ANIONENAUSTAUSCHCHROMATOGRAPHIE
AN
Q-SEPHAROSE
FAST
FLOW
2.7.2.2.3
HYDROPHOBE
INTERAKTIONSCHROMATOGRAPHIE
2.7.2.2.4
NICKEL-NITRILOESSIGSAEURE-AFFINITAETSCHROMATOGRAPHIE
2.8
NACHWEIS
DER
METABOLITEN
UND
DURCHFUEHRUNG
DER
ENZYMASSAYS
2.8.1
CHROMATOGRAPHISCHE
METHODEN
2.8.2
DURCHFUEHRUNG
DER
ENZYMASSAYS
2.8.2.1.
ENZYMASSAY
ZUM
NACHWEIS
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
2.8.2.2
ENZYMASSAY
ZUM
NACHWEIS
DER
PHENOLHYDROXYLASE
2.8.2.3
2-HYDROXYMUCONSAEURESEMIALDEHYD
HYDRATASE
2.9
ELEKTROPHORETISCHE
METHODEN
III
INHALTSVERZEICHNIS
2.9.1
PROTEINELEKTROPHORESE
2.9.1.1
MARKERPROTEINE
2.9.1.2
SDS-PAGE
2.9.1.2.1
SDS-PAGE
(L
AEMMLI
1970)
2.9.1.2.2
SDS-PAGE
(S
CHAEGGER
&
J
AGOW
1987)
2.9.1.2.3
FAERBUNG
DER
POLYACRYLAMID
GELE
2.9.2
AGAROSEGELELEKTROPHORESE
(DNA)
2.9.2.1
MARKER
2.9.2.2
DURCHFUEHRUNG
DER
AGAROSEGELELEKTROPHORESE
2.10
MOLEKULARBIOLOGISCHE
METHODEN
2.10.1
ISOLIERUNG
DER
GENE
DURCH
DIE
DNA-POLYMERASE
KETTENREAKTION
(PCR)
2.10.2
ISOLIERUNG
VON
GENEN
DURCH
PRAEPARATIVE
DNA-ELEKTROPHORESE
2.10.3
KLONIERUNG
DER
GENE
FUER
DIE
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
UND
PHENOLHYDROXYLASE-KOMPONENTEN
2.10.3.1
LIGATION
2.10.3.2
TRANSFORMATION
2.10.3.3
SCREENING
NACH
POSITIVEN
TRANSFORMANTEN
2.10.3.4
PLASMIDPREPARATION
2.10.3.5
RESTRIKTIONSANALYSE
DER
DNA-FRAGMENTE
2.10.4
KLONIERUNG
UND
EXPRESSION
DER
6-HISTIDIN-TAG-FUSIONSPROTEINE
2.10.5
VERGLEICH
DER
PROTEIN
UND
DNA-SEQUENZEN
2.11
IMMOBILISIERUNG
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
UND
BIOTRANSFORMATION
VON
CATECHOL
2.11.1
IMMOBILISIERUNG
AN
Q-SEPHAROSE
2.11.2
IMMOBILISIERUNG
AN
PHENYLSEPHAROSE
2.11.3
IMMOBILISIERUNG
AN
PBA-EUPERGIT
2.11.4
DURCHFUEHRUNG
DER
BIOTRANSFORMATION
IM
BIOREAKTOR
2.12
ANWENDUNG
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
ZUR
ANALYTIK
VON
PHENOLEN
UND
CATECHOLDERIVATEN
IV
INHALTSVERZEICHNIS
3.
ERGEBNISSE
3.1
SCREENING
3.1.1
SCREENINGSTRATEGIE
3.1.2
BEOBACHTETE
MIKROORGANISMEN
3.2
ISOLIERUNG
DER
THERMOPHILEN
PHENOLABBAUER
3.2.1
OPTIMIERUNG
DER
KULTURMEDIEN
3.3
STAMMCHARAKTERISIERUNG
3.3.1
RIBOTYPING
3.3.2
BACTERIOCINE
3.3.3
ERMITTLUNG
DER
PH-OPTIMA
3.3.4
BESTIMMUNG
DER
TEMPERATUROPTIMA
3.3.5
ABBAUVERHALTEN
3.3.6
SUBSTRATSPEKTRUM
3.3.7
IDENTIFIZIERUNG
DER
ISOLATE
3.3.8
PHENOLTOLERANZ
DES
BACILLUS
THERMOGLUCOSIDASIUS
A7
3.4
AUFKLAERUNG
DES
ABBAUWEGES
3.4.1
NACHWEIS
DER
CATECHOLDERIVATE
3.4.2
NACHWEIS
DER
DERIVATE
2-HYDROXYMUCONSAEURESEMIALDEHYDES
3.4.3
NACHWEIS
DER
2-HYDROXY-2,4-PENTADIENSAEURE
3.4.4
NACHWEIS
DER
2,4-HYDROXY-2-EN-PENTANSAEURE
3.4.5
METABOLITE
DES
ZENTRALEN
STOFFWECHSELS
3.4.6
ZUSAMMENFASSUNG
DES
ABBAUWEGES
3.5
REINIGUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG
DER
AM
PHENOLABBAU
BETEILIGTEN
ENZYME
3.5.1
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
3.5.1.1
HERSTELLUNG
EINES
ZELLFREIEN
ROHEXTRAKTES
3.5.1.2
ANIONENAUSTAUSCHCHROMATOGRAPHIE
AN
Q-SEPHAROSE
FAST
FLOW
3.5.1.3
HYDROPHOBE
INTERAKTIONSCHROMATOGRAPHIE
AN
PHENYLSEPHAROSE
HP
3.5.1.4
GELPERMEATIONSCHROMATOGRAPHIE
AN
SUPERDEX
HILOAD
200
16/20
3.5.1.5
ZUSAMMENFASSUNG
DER
REINIGUNG
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
INHALTSVERZEICHNIS
V
3.5.1.6
MOLEKULARGEWICHT
DER
NATIVEN
CATECHOL
-2,
3-DIOXYGENAESE
3.5.1.7
TEMPERATUROPTIMUM
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
3.5.1.8
SUBSTRATSAETTIGUNGSKURVE
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
3.5.1.9
KM-WERT
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
3.5.1.10
TEMPERATURSTABILITAET
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
3.5.1.11
PH-OPTIMUM
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
3.5.1.12
SUBSTRATSPEKTRUM
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
3.5.2
PHENOLHYDROXYLASE
3.5.2.1
BINDUNGSVERHALTEN
DER
PHENOLHYDROXYLASEUNTEREINHEITEN
AN
VERSCHIEDENEN
CHROMATOGRAPHIETRAEGERMATERIALIEN
3.5.2.2
REINIGUNG
DER
PHENOL
HYDROXY
LAESE
3.5.2.2.1
HERSTELLUNG
EINES
ZELLFREIEN
ROHEXTRAKTES
3.5.2.2.2
ANIONENAUSTAUSCHCHROMATOGRAPHIE
AN
Q-SEPHAROSE
3.5.2.2.3
HYDROPHOBE
INTERAKTIONSCHROMATOGRAPHIE
AN
PHENYLSEPHAROSE
HP
3.5.2.2.4
GELPERMEATIONSCHROMATOGRAPHIE
AN
SUPERDEX
HILOAD
200
16/20
3.5.2.2.5
ZUSAMMENFASSUNG
DER
REINIGUNG
DER
PHENOLHYDROXYLASE
3.5.2.3
EIGENSCHAFTEN
DES
PHENOLHYDROXYLASE
ENZYMKOMPLEXES
3.5.2.3.1
FUNKTION
DER
UNTEREINHEITEN
DES
PHENOLHYDROXYLASE
ENZYMKOMPLEXES
3.5.2.3.2
MOLEKULARGEWICHT
DES
ENZYMKOMPLEXES
UND
DER
UNTEREINHEITEN
DER
PHENOLHYDROXYLASE
3.5.2.3.3
TEMPERATUROPTIMUM
DER
PHENOLHYDROXYLASE
3.5.2.3.4
TEMPERATURSTABILITAET
DER
PHENOLHYDROXYLASE
3.5.2.3.5
SUBSTRATSAETTIGUNGSKURVE
DER
PHENOLHYDROXYLASE
UND
BESTIMMUNG
DES
KM-WERTES
3.5.2.3.6
PH-OPTIMUM
DER
PHENOLHYDROXYLASE
3.5.2.3.7
SUBSTRATSPEKTRUM
DER
PHENOLHYDROXYLASE
3.6
MOLEKULARBIOLOGISCHE
UNTERSUCHUNGEN
3.6.1
KLONIERUNG
DER
AM
PHENOLABBAU
BETEILIGTEN
GENE
3.6.2
SEQUENZIERUNG
UND
SEQUENZANALYSE
3.6.3
ANALYSE
DER
AMINOSAEURESEQUENZEN
INHALTSVERZEICHNIS
VI
3.6.3.1
SEQUENZVERGLEICH
DER
AMINOSAEURESEQUENZ
DES
FLAVOPROTEINS
DER
PHENOLHYDROXYLASE
AUS
BACILLUS
THERMOGLUCOSIDASIUS
A7
MIT
SEQUENZEN
ANDERER
HYDROXYLASEN
3.OE.3.2
SEQUENZVERGLEICH
DER
AMINOSAEURESEQUENZ
DES
COUPLINGPROTEINS
DER
PHENOLHYDROXYLASE
AUS
BACILLUS
THERMOGLUCOSIDASIUS
A7
MIT
SEQUENZEN
ANDERER
HYDROXYLASEKOMPONENTEN
3.6.3.3
VERGLEICH
DER
HYDROXYLASE-ENZYMKOMPLEXE
3.6.3.4
SEQUENZVERGLEICH
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
AUS
BACILLUS
THERMOGLUCOSIDASIUS
A7
MIT
SEQUENZEN
ANDERER
EXTRADIOL
DIOXYGENASEN
3.6.4
KONSTRUKTION
VON
6-HISTIDIN-FUSIONSPROTEINEN
3.6.4.1
PCR-AMPLIFIKATION
DER
GENE
UND
KLONIERUNG
3.6.4.2
KLONIERUNG
UND
SCREENING
DER
PCR-VEKTOR-KLONE
3.OE.4.3
KLONIERUNG
UND
EXPRESSION
DER
HIS-TAG-FUSIONSPROTEINE
3.6.4.4
HOCHDICHTE-NUTRIENT-SPLIT
DIALYSEFERMENTATION
DER
REKOMBINANTEN
E.CO/I-KLONE
3.OE.4.5
REINIGUNG
DER
CATECHOI-2,3-DIOXYGENASE
UEBER
NI-NTA-AFFINITAETS
CHROMATOGRAPHIE
3.7
BIOTRANSFORMATION
VON
CATECHOL
MIT
IMMOBILISIERTER
CATECHOL-2,3
DIOXYGENASE
3.7.1
IMMOBILISIERUNG
DES
ENZYMS
3.7.2
ISOLIERUNG
DES
REAKTIONSPRODUKTES
3.8
ANWENDUNG
DES
GEKOPPELTEN
ENZYMTESTS
ZUR
ANALYTIK
VON
PHENOL
UND
CATECHOLDERIVATEN
INHALTSVERZEICHNIS
VII
4.
DISKUSSION
4.1
SCREENING,
ISOLIERUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG
THERMOPHILER
PHENOLABBAUER
4.2
ABBAUWEGE
DES
THERMOPHILEN
PHENOLABBAUS
4.3
ENZYME
DER
THERMOPHILEN
PHENOLABBAUS
4.3.1
DER
PHENOLHYDROXYLASE
ENZYMKOMPLEX
AUS
BACILLUS
THERMOGLUCOSIDASIUS
A
7
4.3.2
DIE
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
AUS
BACILLUS
THERMOGLUCOSIDASIUS
A
7
4.4
BIOTRANSFORMATION
VON
CATECHOL
MIT
DER
CATECHOL-2,3-DIOXYGENASE
AUS
BACILLUS
THERMOGLUCOSIDASIUS
A
7
4.5
ANWENDUNG
DES
GEKOPPELTEN
ENZYMTESTS
ZUR
ANALYTIK
VON
PHENOL
UND
CATECHOLDERIVATEN
5.
ZUSAMMENFASSUNG
6.
LITERATURVERZEICHNIS
7.
LEBENSLAUF
&
DANKSAGUNG |
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