Dokument: Intrazelluläre Flußquantifizierung unter instationären Wachstumsbedingungen und Mischsubstratverwertung in Corynebacterium glutamicum

Titel:	Intrazelluläre Flußquantifizierung unter instationären Wachstumsbedingungen und Mischsubstratverwertung in Corynebacterium glutamicum
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2676
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20031212-000676-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Drysch, Andre [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,52 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Sahm, Hermann [Gutachter] Prof. Dr. Grieshaber, Manfred K. [Gutachter]
Stichwörter:	Corynebacterium, NMR, 13C-Flußanalyse, Bioreaktor, 13C-Markierung, PTS, PEP-Carboxykinase, Anaplerosis
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	Corynebacterium glutamicum wird zur technischen Herstellung von Aminosäuren, wie z.B. von Lysin, seit vielen Jahren eingesetzt. Da die Produktion von Aminosäuren in der Industrie hauptsächlich in Batch- bzw. Fedbatch-Fermentationen durchgeführt wird, war es das Ziel dieser Arbeit, die intrazellulären Stoffflüsse unter diesen Bedingungen zu quantifizieren. Diese Flußquantifizierung erfolgte mit Hilfe der 13C-Isotopomerenanalyse und der isotopomeren Metabolitbilanzierung. Weiterhin sollte untersucht werden, welche physiologische Bedeutung der Phosphoenolpyruvat (PEP)-Carboxykinase, einem wichtigen Enzym bei der gluconeogenetischen Substratverwertung und der Lysin-Synthese, bei Wachstum auf verschiedenen Kohlenstoffquellen und Mischsubstraten zukommt. Nach Zugabe von 13C-markierter Glucose wurde mit Hilfe der 2D-NMR-Spektroskopie die isotopomere 13C-Markierung in verschiedenen intrazellulären Metaboliten ermittelt. Mit diesen Daten gelang es, die Stoffflüsse während des Wachstums und der Produktionsphase zu bestimmen. Im Vergleich zur exponentiellen Wachstumsphase war während der Lysin-Produktionsphase die Aktivität des Pentosephosphatwegs erhöht, so daß mehr NADPH für die Lysin-Synthese gebildet wurde. Ferner wurden mit Hilfe eines Sensorreaktorsystems mehrere Markierungsexperimente nacheinander im Sensorreaktor, parallel zu der laufenden Batch-Fermentation im Produktionsreaktor, durchgeführt. Somit war es möglich, eine chronologische Serie von Stoffflußdaten im technischen Fermentermaßstab zu gewinnen. Anhand der Fermentationsprofile wurden nahezu identische Wachstumsbedingungen im Produktions- und Sensorreaktor gezeigt. Die Stoffflußanalyse ergab, daß bei steigender Lysin-Produktion eine Reduzierung des Abbaus von Oxalacetat, einer bedeutenden Vorstufe der Lysin-Synthese, um 70 % über die decarboxylierenden Rückflüsse der Anaplerosis erfolgte. Im Fedbatch-Verfahren kam der Oxalacetat-Abbau bei maximaler Lysin-Produktion fast vollständig zum erliegen. Nach Ausschalten des Oxalacetat-abbauenden Enzyms PEP-Carboxykinase wurde das Wachstum auf verschiedenen Zuckern im Vergleich zum Wildstamm nicht beeinflußt. Dagegen erfolgte bei dieser Mutante durch Zugabe von Acetat oder Lactat, zu einem Nährmedium mit Glucose, Fructose oder Saccharose als Kohlenstoff- und Energiequelle, eine starke Wachstumsverminderung. Dabei wird das Phosphotransferasesystem (PTS), welches für die Aufnahme dieser Zucker verantwortlich ist, durch Acetat oder Lactat reprimiert.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	12.12.2003
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	12.11.2003
Datum der Promotion:	12.11.2003