BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem

Logo BOKU-Forschungsportal

Gewählte Dissertation:

Sheryl Lozel Arreola (2014): Klonierung, Expression, biochemische Charakterisierung und Oligosaccharid-synthese durch β-Galactosidase aus Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus DSM 20081 und Bifidobacterium breve DSM 20231.
Dissertation - Institut für Lebensmitteltechnologie, BOKU-Universität für Bodenkultur, pp 255. UB BOKU obvsg FullText

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
Im Mittelpunkt dieser Arbeit stand die Anwendung von Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus DSM 20081 und Bifidobacterium breve DSM 20213 für die Produktion des Enzyms β-Galactosidase, die biochemische Charakterisierung dieser Enzyme sowie die Bildung von Galactooligosacchariden (GOS) und Heterooligosacchariden (HeOS). Während GOS bereits als Präbiotika sehr gut etabliert sind, kann auch angenommen werden, dass HeOS, die mittels dieser Enzyme aus probiotischen Organismen gebildet werden, ebenfalls präbiotische Eigenschaften aufweisen und speziell das Wachstum von Lactobazillen bzw. Bifidobakterien im Darm fördern. Das lacZ Gen aus L. bulgaricus, welches für die β-Galactosidase kodiert, wurde mittels verschiedener induzierbarer Vektoren in L. plantarum WCFS1 überexprimiert, während die beiden β-Galactosidasen aus B. breve, BbreβgalI and BbreβgalII, in Escherichia coli heterolog produziert wurden, wobei hier Koexpression der Chaperone GroEL/GroES notwendig war. Diese drei rekombinanten β-Galactosidasen wurden anschließend im Detail biochemisch charakterisiert. Lbulβgal, BbreβgalI und BbreβgalII zeigten sehr hohe Transgalactosylierungsaktivität mit Laktose als Substrat; die maximalen Ausbeuten an GOS lagen bei etwa 50, 33 und 44% relativ zu den gesamten Zuckern bei Anwendung von ~200 g/L Laktose als Ausgangssubstrat. Die wichtigsten Transgalaktosylierungsprodukte von BbreβgalI und BbreβgalII waren β-D-Galp-(1-6)-D-Glc und β-D-Galp-(1-3)-D-Lac, während Lbulβgal primär β-D-Galp-(1→6)-D-Glc und β-D-Galp-(1→6)-Lac bildete. Die drei Enzyme wurden ebenfalls bezüglich ihrer Eignung, auf bestimmte Zuckerakzeptoren (D-Galactose, L-Fucose, GlcNAc and GalNAc) Galaktosylreste zu übertragen, untersucht. Diese Eigenschaft wurde mittels des Partitionsverhältnisses kNu/kwater quantifiziert. Für Lbulβgal und BbreβgalII war dieses Verhältnis für GlcNAc als Akzeptor etwa 2 bzw. 6 Mal höher als für Glucose und Lactose, was darauf hinweist, dass GlcNAc einen ausgezeichneter Akzeptor für den Galactosylrest darstellt. Bei Verwendung von Laktose als Galactosyldonor und GlcNAc als Akzeptor konnte schließlich mit beiden Enzymen β-D-Galp-(1-6)-GlcNAc als Hauptprodukt in sehr guten Ausbeuten erhalten. Die Struktur dieses Produktes wurde auch mittels NMR bestätigt.

Betreuer: Haltrich Dietmar
1. Berater: Kosma Paul

© BOKU Wien Impressum