Dokument: Impact of enzyme rigidity and flexibility on stability against environmental influences, promiscuity, and expression on large-scale

Titel:	Impact of enzyme rigidity and flexibility on stability against environmental influences, promiscuity, and expression on large-scale
Weiterer Titel:	Einfluss von Enzymrigidität und -flexibilität auf Stabilität hinsichtlich Umgebungseinflüssen, Promiskuität und Expression in großem Maßstab
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=56496
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20210611-105628-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Gohlke, Christina [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 41,18 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 07.06.2021 / geändert 07.06.2021
Beitragende:	Prof. Dr. Jaeger, Karl-Erich [Gutachter] Jun.-Prof. Strodel, Birgit [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Nowadays, enzymes are becoming ever more ubiquitous in our daily lives because of their diverse applications such as in the food, detergent, and medical or pharmaceutical industries. However, they do not always meet the required demands of industrial applications in terms of harsh environments, such as high temperatures or the presence of solvents and detergents. In addition, to make industrial applications more efficient, enzymes with a broad substrate spectrum and high product yields are preferred. Modern enzyme technology offers an increasing potential of a wide range of interdisciplinary processes for designing novel tailor-made enzymes according to human purposes. Especially, protein engineering has emerged as a useful tool for developing novel tailor-made enzymes with improved properties. Most common are knowledge-driven strategies, where the “knowledge” from information about the protein structure and / or sequence as well as computational techniques is combined with experiments. However, as there is a lack of available experimental large-scale data measured in a uniform way, the development and validation of algorithms for knowledge-driven strategies has remained unsatisfactory. Here, compared to previous studies, for the first time, I applied knowledge-driven strategies to rationalize the impact of enzyme flexibility and rigidity on protein thermostability and / or detergent tolerance, substrate promiscuity, and expression with our in-house Constraint Network Analysis (CNA) software at large-scale for biotechnologically highly relevant bacterial lipolytic enzymes. Heutzutage sind Enzyme wegen ihrer vielfältigen Anwendungen in der Lebensmittel-, Waschmittel-, Medizin- oder Pharmaindustrie in unserem täglichen Leben immer allgegenwärtiger. Sie erfüllen jedoch nicht immer die erforderlichen Anforderungen industrieller Anwendungen in „rauen“ Umgebungen, wie hohen Temperaturen oder der Anwesenheit von Lösungs- und Reinigungsmitteln. Um industrielle Anwendungen effizienter zu gestalten, werden außerdem Enzyme mit einem breiten Substratspektrum und hohen Produktausbeuten bevorzugt. Die moderne Enzymtechnologie weist ein zunehmendes Potenzial für eine Vielzahl interdisziplinärer Verfahren zur Entwicklung neuartiger maßgeschneiderter Enzyme für menschliche Zwecke auf. Insbesondere das „Protein Engineering“ hat sich als nützliches Werkzeug für die Entwicklung neuartiger maßgeschneiderter Enzyme mit verbesserten Eigenschaften herausgestellt. Am gebräuchlichsten sind wissensbasierte Strategien, bei denen das „Wissen“ aus Informationen über die Proteinstruktur und / oder -sequenz sowie Computertechniken mit Experimenten kombiniert wird. Da es jedoch an umfassenden experimentellen Daten, die auf einheitliche Weise gemessen wurden, mangelt, ist die Entwicklung und Validierung von Algorithmen für wissensbasierte Strategien unbefriedigend. Im Vergleich zu früheren Studien habe ich in meiner Dissertation zum ersten Mal wissensbasierte Strategien angewendet, um den Einfluss der Enzymflexibilität und -rigidität auf die Protein-Thermostabilität und / oder -detergenzien-Toleranz, -substratpromiskuität und -expression mit unserer internen Constraint Network Analysis (CNA)-Software in großem Maßstab für biotechnologisch hochrelevante bakterielle lipolytische Enzyme zu untersuchen.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	11.06.2021
Dateien geändert am:	11.06.2021
Promotionsantrag am:	29.07.2020
Datum der Promotion:	14.04.2021