Messung extrazellulärer Enzymaktivitäten im Grundwasser:
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Bonn
DVWK
1995
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Inhaltsverzeichnis
Teil 1 Die Enzymspezifität von Methylumbelliferyl-Verbindungen
(von Anne Bögershausen und Jürgen Marxsen) I
1 Einleitung 3
2 Grundlagen 5
2 1 Vorkommen und Funktion extrazellulärer Enzyme in aquatischen
Lebensräumen 5
2 2 Vergleich einiger Nachweismethoden für Enzymaktivitäten 9
2 3 Fluoreszenzspektroskopie 11
231 Physikalische Grundlagen 11
232 Prinzip der Fluoreszenzspektroskopie 11
2 4 Enzymkinetische Messungen 13
241 Theoretische Voraussetzungen 13
242 Quasi-stationärer Zustand und Michaelis-Menten-Kinetik 14
243 Bestimmung der kinetischen Parameter 16
244 Möglichkeiten für die Darstellung der Meßwerte 18
2 5 Fehlerquellen bei der Bestimmung von Enzymaktivitäten mit
fluorigenen Modellsubstraten 18
251 Wie spezifisch sind fluorigene Modellsubstrate ? 18
252 Fehlerquellen bei fluorimetrischen Messungen von
Enzymkinetiken 19
2 6 Enzymhemmung 21
261 Kompetitive Hemmung 21
3 Material und Methoden 23
3 1 Experimentelle Durchführung der Initialtangentenmethode 23
311 Aufzählung der getesteten Substrate und Enzyme 23
312 Vorbereitung der Messungen 23
313 Durchführung der Messungen 25
314 Reaktionsbedingungen der einzelnen Enzyme 26
315 Berechnung der kinetischen Parameter 27
3 2 Statistische Auswertung der Meßergebnisse 28
3 3 Hemmung von Enzymaktivitäten 29
- vi -
4 Ergebnisse 31
4 1 Vergleich des Verlaufes der Spaltungen von Modellsubstraten durch
die verschiedenen Enzyme 31
411 4-Methylumbelliferylbutyrat 31
412 4-Methylumbelliferyl-ß-Cellobiosid 33
413 4-Methylumbelliferyl-ß-Galactosid 35
414 4-Methylumbelliferyl-a-Glucosid 37
415 4-Methylumbelliferyl-ß-Glucosid 39
416 4-Methylumbelliferylphosphat 41
417 4-Methylumbelliferylphosphat-Natrium-Salz 44
418 Leucin-Coumarinylamid 47
4 2 Gezielte Hemmung nicht-spezifischer Umsetzungen 49
421 4-Methylumbelliferylbutyrat 49
422 4-Methylumbelliferyl-ß-Galactosid 53
423 4-Methylumbelliferylphosphat-Natrium-Salz 55
5 Diskussion 57
6 Zusammenfassung 65
7- Literaturverzeichnis 67
8 Anhang 74
8 1 Liste der getesteten Enzyme 74
8 2 Bezugsquellen der fluorigenen Modellsubstrate 77
8 3 Zusammensetzung der für die einzelnen Enzyme verwendeten
Pufferlösungen 77
- Vll -
Teil 2 Die Bestimmungsgrenzen beim Einsatz von Methylumbelliferyl-
Verbindungen
(von Björn Hendel, Jürgen Marxsen amp; Gudrun Preuß) 79
1 Einleitung 81
2 Grundlagen 83
2 1 Extrazelluläre Enzyme in aquatischen Lebensräumen 83
2 2 Bestimmungsmethoden für extrazelluläre Enzyme 85
2 3 Fluoreszenzspektroskopie 87
2 4 Das Prinzip der Modellsubstrate 88
3 Material und Methoden 91
3 1 Vorgehensweise bei den Untersuchungen 91
3 2 Bearbeitungszeitraum 1993 der einzelnen Wasserproben 92
3 3 Charakterisierung der Wasserproben und der Probenstellen 92
331 Schlitz 92
332 Breitenbach 93
333 Fulda 93
334 Trinkwassergewinnungsanlage Hengsen in Schwerte 93
3 4 Verwendete Substrate 94
3 5 Vorbereitende Versuche 95
3 6 Vorbereitungen der Messungen 95
3 7 Durchführung der Messungen 96
3 8 Berechnung des Substratumsatzes und Versuchsauswertung 97
3 9 Hauptfehlerquellen bei der Bestimmung von Enzymaktivitäten mit
fluorigenen Modellsubstraten 98
3 10 Bakterienzahlen 99
3 11 DOC-Analyse 100
4 Ergebnisse 101
4 1 Enzymkinetik 101
411 ß-D-Glucosidase 101
412 Phosphatase 102
413 Leucin-Aminopeptidase 103
4 2 Temperaturversuche 103
- viii -
4 3 Extrazelluläre Enzymaktivität der untersuchten Wasserproben 105
431 Substratumsatz von MUF-Glc 105
432 Substratumsatz von MUF-P 111
433 Substratumsatz von Leu-MCA 116
4 4 Bakterienzahlen in der Trinkwassergewinnungsanlage Hengsen 118
4 5 DOC-Analyse 120
5 Diskussion 121
5 1 Enzymkinetik 121
5 2 Temperaturbedingungen 122
5 3 Fluoreszenzmaxima 124
5 4 Bestimmung der Enzymaktivität 125
541 Abkochen der Proben 126
542 Eichlösungskonzentrationen 127
543 Substratumsätze 127
5431 Leitungswasserprobe 129
5432 Substratumsätze von MUF-Glc und MUF-P sowie
Bakterienzahlen in der Trinkwassergewinnungsanlage
Hengsen 130
5 5 DOC-Analyse 131
5 6 Eignung des Verfahrens zur Untersuchung von Grundwasser und
Wasserproben in Wasseraufbereitungsanlagen 131
6 Zusammenfassung 132
7 Literaturverzeichnis 134
8 Anhang
|
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