Dokument: Prozessdesign, Prozessoptimierung und scale up am Beispiel des industriell relevanten Enzyms Formiatdehydrogenase aus E. coli

Titel:	Prozessdesign, Prozessoptimierung und scale up am Beispiel des industriell relevanten Enzyms Formiatdehydrogenase aus E. coli
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2525
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20030604-000525-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Reichert, Ute [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,45 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Kula, Maria-Regina [Gutachter] Prof. Dr. Weiss, Hanns [Gutachter]
Stichwörter:	Prozessdesign, Prozessoptimierung, scale up, Proteinreinigung, EBA
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik
Beschreibung:	Die NAD+ abhängige Formitadehydrogenase (FDH) aus candida biodinii stellt ein ideales Enzym zur Cofaktorregenerierung dar. Das Enzym wird aus den Hefezellen gewonnen und bis zu einer technischen Reinheit von 50-60% aufgereinigt. In dieser Form kam es bisher zum Einsatz im großtechnischen Prozess zur enzymatischen tert-Leuchin Synthese. Die Klonierung der FDH in E. coli und eine produktivere Hochzelldichte Fermentation der rekombinanten E. coli Zelle warfen die Frage nach einer effizienteren und ökonomischeren Aufreinigungsmöglichkeit auf. Die Anforderungen an den neuen Prozeß waren dabei klar definiert: problemlose Maßstabsvergrößerung, maximale Ausbeute, eine Reinheit von mindestens 60% und möglichst kurze Prozeßzeiten. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden hierzu verschiedene Aufreinigungsstrategien getestet und auf ihre Effizienz, sowie Wirtschaftlichkeit überprüft. Drei verschiedene Strategien zur Aufreinigung der rekombinanten FDH aus E. coli haben sich herauskristallisiert, die alle eine Reinheit von < 60% erzielten. Neben dem schon bekannten Aufreinigungsschema von Extraktion, Diafiltration und Anionentauscher, ist es möglich die FDH nach PIE Flokkulation und Zentrifugation mittels HIC oder nach Verdünnung des Überstands mit einem Anionentausscher, sowie einer pseudo Affinitätschromatographie im Fließbett, bis zur gewünschten technischen Reinheit aufzureinigen. Betrachtet man zunächst die Prozessdauer, so zeichnet sich eine Reihenfolge von EBA über PEI-Fällung in Kombination mit einem Anionentauscherschritt oder hydrophober Interaktion (HIC) zum bekannten Aufreinigungsschema über Extraktion, Diafiltration und Anionentauscher ab. Da die FDH nicht unbegrenzt bei RT stabil ist, sollte eine lange Prozeßdauer vermieden werden. Die Minimalanforderung von 60% Reinheit wird von allen Prozessen erfüllt, doch nur der EBA Prozeß zeigt eine signifikante Abweichung nach oben und führt zu einem wesentlich reineren Produkt. Bei Betrachtung der Ausbeuten über den gesamten Prozeß ist die signifikante Abweichung nach oben bei der Kombination PEI-Fällung und hydrophobe Interaktionschromatographie deutlich, obwohl die Ausbeute bei allen drei Alternativen zum ursprünglichen Prozeß deutlich höher liegt. In seiner Effizienz ist der EBA-Prozeß zur FDH-Aufreinigung unbestritten, daher beschäftigt sich ein großer Teil dieser Arbeit mit dem Prozessdesign gerade dieser Aufreinigungsstrategie.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	04.06.2003
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	09.07.2002
Datum der Promotion:	09.07.2002