Sekretomanalyse von Pleurotus sapidus zum effizienten Aufschluss von Lignocellulosen

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2011

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-10209

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Mit einer polyvalenten Peroxidase wurde ein Schlüsselenzym des Lignocelluloseabbaus aus Kulturen des Basidiomyceten Pleurotus sapidus chromatographisch gereinigt. Nach einer dreistufigen Reinigung wurde das Enzym mit einem Reinigungsfaktor von 130 aus dem Überstand einer Submerskultur isoliert. Die Aktivitätsoptima wurden für die Substrate b,b-Carotin, ABTS, Syringol und Veratrylalkohol ebenso bestimmt wie die Wechselzahlen und katalytischen Konstanten.In Zusammenarbeit mit der Firma Artes Biotechnology GmbH wurde ein Hansenula polymorpha Stamm generiert, welcher die für die polyvalente Peroxidase aus Pleurotus sapidus kodierende cDNA enthielt. Das Enzym wurde heterolog exprimiert und die Aktivitätsoptima des rekombinanten Enzyms ermittelt.Anschließend wurde der Abbau der Substrate Rapsstroh und Rückstand einer Biogasanlage durch den Basidiomyceten Pleurotus sapidus untersucht. Dazu wurde die Gesamtheit der sekretierten Enzyme (das Sekretom) von Pleurotus sapidus in Submers- und Emerskulturen analysiert. Photometrisch bestimmt wurden die Aktivitätsverläufe von Laccasen, Esterasen, Lipasen, Cellulasen, Xylanasen und Peroxidasen, insbesondere von Manganperoxidasen und polyvalenten Peroxidasen. Das Sekretom von Pleurotus sapidus wurde anschließend mittels zweidimensionaler Elektrophorese getrennt, massenspektrometrisch identifiziert und bioinformatisch ausgewertet.Verschiedene Substrate wurden mit gereinigten Enzympräparationen und Kulturüberständen von Pleurotus sapidus umgesetzt. Hierbei wurde die Umsetzung von Ligninmodellsubstanzen wie zum Beispiel Coniferyl- und Veratrylalkohol, aber auch von Lignin organosolv und feingemahlenem Rapsstroh durch die gereinigte polyvalente Peroxidase aus Pleurotus sapidus gezeigt. Ebenso wurde ein Umsatz von feingemahlenem Rapsstroh mit Pleurotus sapidus Submerskulturen nachgewiesen. Die Versuche wurden analytisch durch photometrische Bestimmungen (Glucose- und Phenolgehalt), Messung der Partikelgrößenverteilungen und HPLC-/HPSEC-Messungen ausgewertet.

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