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Elektronenweiterleitung von Oxidoreduktasen zu Elektroden

Projektleitung
Ludwig Roland, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.09.2018-31.08.2021
Programm:
Einzelprojekte
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Mitarbeiter/innen
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Lebensmitteltechnologie (LMT)
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Das Projekt untersucht die Funktion der Cytochromdomäne (CYT) des Pilzenzyms Cellobiosedehydrogenase (CDH) als elektronenleitende Einheit für andere Oxidoreduktasen. Die Kombination von CYT und verschiedenen Glukose-Methanol-Choline (GMC) Oxidoreduktasen zu chimären Flavocytochromen soll den Elektronenfluss vom katalytischen Zentrum zu einer Arbeitselektrode umleiten. Die Abhängigkeit der Enzyme von Kosubstraten wie Sauerstoff, Chinonen oder Redoxmediatoren soll dadurch in einen direkten Elektronentransfer (DET) an die Arbeitselektrode ersetzt werden. Elektronen sind eine sehr kostengünstige und umweltfeundliche Art Reduktionsäquivalente zur Verfügung zu stellen. CYT-modifizierte GMC Oxidoreduktasen die einen schnellen und effizienten DET aufweisen, sind für Biosensoren und die Bioelektrokatalyse sehr interessant. Der Mechanismus und die Kinetik der Cytochromdomäneninteraktion mit drei GMC Oxidoreduktasen (Arylalkoholoxidase, Alcoholoxidase und Glukosedehydrogenase) wird vergleichend mit der der CDH untersucht werden. In weiterer Folge wird das Projekt auch die Interaktion von isolierten, auf Elektroden immobilisierten Cytochromdomänen mit freien, gelösten GMC Oxidoreduktasen und lytischer Polysaccharidmonooxygenase untersuchen. Hierbei dient die Cytochromdomäne als elektrischer Kontakt für diese Oxidoreduktasen. Das Projekt soll den Mechanismus der Domäneninteraktion untersuchen und den Einfluss der Cytochromdomänenorientierung und –mobilität durch schnelle biochemische und elektrochemische Methoden aufklären. Schlussendlich soll über die Eignung der hergestellten CYT-GMC Chimären und der CYT-modifizierten Elektroden für Biosensoren und die Bioelektrokatalyse befunden werden.
Schlagworte
Lebensmittelbiotechnologie;
Cellobiosedehydrogenase; Cytochrome; GMC Oxidoreduktasen;
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