Dokument:
Mechanismen der Schwefelwasserstofferzeugung durch Saccharomyces
cerevisiae für die biotechnologische Immobilisierung von Schwermetallen
| Titel: | Mechanismen der Schwefelwasserstofferzeugung durch Saccharomyces cerevisiae für die biotechnologische Immobilisierung von Schwermetallen | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2030 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20000630-000030-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Krahn, Roland [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Weiss, Hanns [Gutachter] Prof. Dr. Ernst, Joachim F. [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Hefe, Saccharomyces, Glutathionreduktase, Schwefel, Schwefelwasserstoff, Sulfide, Schwermetalle, Immobilisierung, in situ, Umweltyeast, Saccharomyces, glutathione reductase, sulfur, hydrogensulfide, sulfides, heavy metals, immobilisation, in situ, environment | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Krahn, Roland: Die potentielle Gefahr, die von bioverfügbaren Schwermetallen in Böden und Gewässern ausgeht, kann durch den Einbau der Schwermetalle in Verbindungen, aus denen sie nur schwer zu mobilisieren sind, verringert werden. Für ein Sanierungsverfahren zur Erzeugung von Sulfiden ist der direkte Einsatz des hochtoxischen Schwefelwasserstoffs gefährlich und die Stimulierung sulfatreduzierender Bakterien bei erhöhten Schwermetallkonzentrationen problematisch bzw. bei pH < 5-6 unmöglich. In einem neuen Verfahren soll die H2S-Bildung der Hefe Saccharomyces cerevisiae als natürliche Abwehrreaktion auf hohe Schwermetallkonzentrationen zur Immobilisierung von Schwermetallen genutzt werden. In dieser Arbeit wurde unter Laborbedingungen die Abhängigkeit der H2S-Bildung von Kulturparametern für eine effektive Ausfällung von Schwermetallen ermittelt. Bei einem Vergleich von Sulfat, Thiosulfat und Schwefel zeigte sich, daß sich Schwefel am besten zur H2S-Bildung durch die Hefe eignet. Aus wässrigen Nährlösungen wurde mit Hefe und Schwefel insbesondere die Ausfällung von Blei, Quecksilber und Kupfer als Sulfide erreicht. Außerdem wurden auf stoffwechselphysiologischer und molekularer Ebene Informationen über die Umsetzung des Schwefels zu H2S erhalten. Während Batch-Fermentationen wurde direkt nach der Schwefelzugabe eine kurze, heftige H2S-Bildung beobachtet, die in eine langfristige H2S-Bildung überging. Für die Beteiligung einer intrazellulären Schwefelreduktion an der langfristigen H2S-Bildung spricht der Nachweis einer cytosolischen, NADPH-abhängigen Schwefelreduktaseaktivität in vitro. Dazu wird ein in vitro Modellsystem mit reduziertem Glutathion und isolierter Glutathionreduktase vorgestellt. Die Ergebnisse aus diesem Modell konnten auch in vivo in einem Experiment mit einem GSH1-Überexpressionsstamm bestätigt werden.The potential hazard which originates from bioavailable heavy metals in soils and waters can be reduced by incorporating them into compounds from which remobilization is difficult. For a remediation process to generate sulfides the direct application of highly toxic hydrogensulfide is dangerous and the stimulation of sulfate-reducing bacteria at elevated heavy metal concentrations is problematic or impossible at pH < 5-6. In a new bioremediation process the hydrogensulfide production by Saccharomyces cerevisiae as a natural defense reaction to high heavy metal concentrations is utilized for the immobilisation of heavy metals. In this thesis the dependence of the H2S-production on culture parameters for an effective precipitation of heavy metals under laboratory conditions was determined. It could be demonstrated that sulfur in comparison with sulfate or thiosulfate was the most appropiate sulfur source for the H2S-production by yeast. Particularly lead, mercury and copper could be precipitated out of aqueous nutrient solutions by addition of yeast and sulfur. Also information about the conversion of sulfur to H2S at the level of metabolic physiology and at molecular level have been obtained. During batch fermentations a short, intensive H2S-formation has been observed directly after sulfur addition, which subsequently changed into a long-term H2S-formation. The detection of a cytosolic, NADPH-dependent sulfur reductase activity in vitro provides an indication of the contribution of a intracellular sulfur reduction to the long-term H2S-formation. In addition an in vitro model system with reduced glutathione and isolated glutathione reductase is presented. The results of that model system have been confirmed in vivo by an experiment with a strain overexpressing GSH1. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 30.06.2000 | |||||||
| Dateien geändert am: | 12.02.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 30.06.2000 | |||||||
| Datum der Promotion: | 30.06.2000 |
