Stabilisierung der Pyranose-Oxidase aus T. multicolor
Abstract
Das pilzliche Flavoenzym Pyranose-Oxidase (P2O) oxidiert eine Reihe von unterschiedlichen Zuckern an der Position C-2, während Elektronen auf Sauerstoff übertragen werden und Wasserstoffperoxid erhalten wird. P2O ist von beträchtlichem biokatalytischem Interesse, etwa für die Produktion von z.B. probiotischen Lebensmittelzusatzstoffen wie Tagatose, welche die Gesundheit und das Wohlbefinden der Konsumenten positiv beeinflussen können, oder auch für die Synthese von Substanzen von pharmazeutischem Interesse, welche als mögliche Angriffspunkte bei der Chemotherapie von Malaria gesehen werden. Ein Nachteil beim Einsatz von P2O ist allerdings die geringe Stabilität dieses Biokatalysators unter Prozeßbedingungen. Erste Studien haben gezeigt, daß ein möglicher Grund dieser geringen Prozeßstabilität die chemische Modifizierung des Enzyms während des Substratumsatzes ist. Es ist daher das Ziel dieses Projektes, die Stabilität der Pyranose-Oxidase aus dem Weißfäulepilz Trametes multicolor für den biokatalytischen Einsatz zu verbessern. Hierzu werden zwei unterschiedliche Ansätze gewählt. Beim ersten Ansatz sollen Aminosäuren des Enzyms, die während des Substratumsatzes modifiziert werden (z.B. durch Oxidation durch das entstehende Wasserstoffperoxid), durch Verwendung von modernen massenspektrometrische Methoden identifiziert und anschließend durch Punktmutation der betroffenen Aminosäure geändert werden. Die so erhaltenen Enzyme werden charakterisiert und mit dem Wildtyp-Enzym verglichen, im speziellen in Bezug auf die Stabilität unter Prozeßbedingungen. Der zweite mögliche Ansatz zur Verbesserung der Stabilität sieht die Verwendung von alternativen Elektronenakzeptoren (etwa unterschiedlich substituierte Benzochinone oder komplexierte Metallionen) an Stelle von Sauerstoff vor, wodurch die Bildung des reaktiven Wasserstoffperoxids vermieden wird. Um diese Elektronenakzeptoren jedoch in sehr geringen stöchiometrischen Konzentrationen einsetzen zu können ist eine spezielle Reaktionstechnik notwendig, bei der ein zweites, regeneratives Enzym zur kontinuierlichen Bereitstellung des Elektronenakzeptors verwendet wird. Diese Reaktionstechnik sollte auch für andere biotechnologisch interessante Flavoproteine verwendbar sein. Weiters ist in Zusammenarbeit mit einem schwedischen Partner die Aufklärung der Kristallstruktur der P2O aus T. multicolor vorgesehen.
keywords Cellaldose-Oxidoreduktasen Sclerotium
Publikationen
Immobilization of catalase on different solid supports
Autoren: Gergana Delcheva Jahr: 2005
Master / Diploma Thesis
Measurement of the reduction potential of pyranose oxidase from the white rot fungus Trametes multicolor
Autoren: Prongjit, M., Sucharitakul, J., Haltrich, D., Chaiyen, P. Jahr: 2005
Chapter in collected volumes
Different strategies for the recombinant production of the tetrameric enzyme pyranose oxidase
Autoren: Ertl, S., Haltrich, D., Ludwig, R. Jahr: 2005
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
Pyranoses oxidase from the white-rot fungus Trametes multicolor - cloning, expression, structure, biocatalysis.
Autoren: Leitner, C., Kujawa, M., Halada, P., Volc, J., Hallberg, M., Divne, C., Haltrich, D., Peterbauer, C.K. Jahr: 2005
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
Pyranose oxidase from Trametes multicolor - cloning, expression, structure, biocatalysis.
Autoren: Leitner, C., Kujawa, M., Henikl, S., Halada, P., Volc, J., Hallberg M., Divne, C., Haltrich, D., Kulbe, K.D., Peterbauer, C.K. Jahr: 2005
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
Pyranose oxidase from Trametes multicolor - application in biocatalysis.
Autoren: M. Kujawa, C. Leitner, P. Halada, J.Volc, B.M. Hallberg, C. Divne, C.K. Peterbauer, D. Haltrich Jahr: 2005
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
Immobilisation of pyranose oxidase on solid supports.
Autoren: Sukyai, P., Haltrich, D., Ludwig, R. Jahr: 2005
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
Increased space-time yields and operational stability in flavoenzyme dehydrogenase/oxidase reactions by a laccase-mediator system
Autoren: Ludwig, R., Kulbe, K. D., Haltrich, D. Jahr: 2006
Conference & Workshop proceedings, paper, abstract
New biotransformations of some reducing sugars to the corresponding (di)dehydro(glycosyl) aldoses or aldonic acids using fungal pyranose dehydrogenase
Autoren: Sedmera, P., Halada, P., Kubátová, E., Haltrich, D., Prikrylová, V., Volc, J. Jahr: 2006
Journal articles
Properties of pyranose dehydrogenase purified from the litter-degrading fungus Agaricus xanthoderma.
Autoren: Kujawa, M; Volc, J; Halada, P; Sedmera, P; Divne, C; Sygmund, C; Leitner, C; Peterbauer, C; Haltrich, D; Jahr: 2007
Journal articles
Project staff
Dietmar Haltrich
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Dietmar Haltrich
dietmar.haltrich@boku.ac.at
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Projektleiter*in
01.07.2002 - 31.10.2006
Christian Leitner
Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Christian Leitner
Projektmitarbeiter*in
01.07.2002 - 31.10.2006
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Institute of Microbiology, Academy of Sciences of the Czech Republic
none
Partner
Department of Biotechnology
Dr. Christina DIVNE
Partner