BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Dissertation:
Veronika Perz
(2016):
Polyesterases from aerobic and anaerobic environments for hydrolysis of synthetic polyesters.
Dissertation - Institut für Umweltbiotechnologie,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 118.
UB BOKU
obvsg
FullText
- Abstract:
- Aliphatisch-aromatische Polyester wie PBAT (poly(butylene adipate-co-butylene terephthalate) werden häufig in Biomüllsäcken und Lebensmittelverpackungen eingesetzt. Mehrere Studien zeigten die biologische Abbaubarkeit von PBAT unter aeroben Bedingungen. Weniger erforscht ist hingegen der Abbau von PBAT unter anaeroben Bedingungen sowie auch die am Abbau beteiligten Enzyme. Für diese Arbeit wurden zunächst zwei Cutinasen aus typischen Boden- und Kompostbewohnern auf ihre Fähigkeit getestet, PBAT zu hydrolysieren. Die pilzliche Cutinase aus Humicola insolens (HiC) und die bakterielle Cutinase aus Thermobifida cellulosilytica (Thc_Cut1) hydrolysierten PBAT wie auch oligomere und polymere Modellsubstrate. Höhere Konzentrationen aromatischer Bausteine senkten die enzymatischen Hydrolyseraten. In weiterer Folge wurden potentiell interessante Enzyme der Gattung Clostridium in einem in-silico Verfahren identifiziert. Zwei neue Esterasen vom anaeroben Stamm C. botulinum (Cbotu_EstA und Cbotu_EstB) sowie eine weitere aus C. hathewayi (Chath_Est1) konnten in E. coli BL21 Gold(DE3) heterolog exprimiert werden. Ein Vergleich, zwischen der Kristallstruktur von Cbotu_EstA und dem Cbotu_EstB Modell, ergab einige strukturelle Unterschiede, welche die niedrigere Aktivität von Cbotu_EstB auf PBAT erklären könnte. Zusätzlich wurde anaerober Biogasschlamm auf die Fähigkeit untersucht PBAT zu hydrolysieren. Schließlich wurde Thc_Cut1 mit dem hydrophoben Bindemodul einer Polyhydroxyalkanoatdepolymerase aus Alcaligenes faecalis fusioniert (Thc_Cut1_PBM) um die Sorptionseigenschaften an das hydrophobe Polymer zu verbessern. Die Hydrolyserate des aliphatischen Polyesters poly(1,4-butylene adipate) war beim Fusionsprotein Thc_Cut1_PBM doppelt so hoch wie bei Referenzversuchen mit der nativen Cutinase. Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen maßgeblich zum Verständnis der Hydrolyse synthetischer Polyester in natürlichen wie auch künstlich geschaffenen, aeroben und anaeroben Umgebungen bei.
- Betreuer: Gübitz Georg
- 1. Berater:
- 2. Berater: Ludwig Roland