Stabile Amylasen für die biotechnologische Anwendung - Screening und Charakterisierung

Mit dem globalen Trend industrielle Herstellungs- und Veredelungsprozesse durch biotechnologische Methoden nachhaltiger zu gestalten, werden geeignete Enzyme immer wichtiger. Als Schlüssel zum Erfolg der Identifizierung neuer Enzyme stehen sehr etablierte Screeningmethoden, wie das sequenz- und aktivitätsbasierte Screening, zur Verfügung. Insbesondere durch die Metagenomik konnte der Zugang zur molekularen Diversität und biochemischen Kompetenz mikrobieller Systeme wesentlich verbessert werden und wurde damit der Schlüssel zum Erfolg der weißen Biotechnologie. Trotz der vielen bereits kommerziell erhältlichen α-Amylasen ist das Interesse der Industrie nach wie vor groß neuartige α-Amylasen mit besseren Eigenschaften zu identifizieren. Das Ziel der vorliegenden Arbeit lag in der Identifizierung stabiler α-Amylasen für die biotechnologische Anwendung in einem moderaten Temperaturbereich. Hierfür sollten beide Screeningmethoden angewendet werden. Für das sequenzbasierte Screening sollte durch die Wahl eines geeigneten Probenstandorts die Anzahl putativer α-Amylase-kodierender Gene maximiert werden. Dies sollte zunächst mittels einer Diversitätsanalyse überprüft werden. Darüber hinaus sollte für das aktivitätsbasierte Screening Metagenombibliotheken durchmustert werden. Geeignete Gene, die für α-Amylasen kodieren, sollten in Expressionsvektoren kloniert und in Escherichia coli heterolog exprimiert werden. Weiterhin sollten die rekombinanten Proteine gereinigt und die Hydrolyseprodukte spezifischer mittels Chromatographieverfahren analysiert werden. Die vielversprechendsten α-Amylasen sollten für eine genauere Einschätzung des biotechnologischen Einsatzgebietes einer detaillierten biochemischen Charakterisierung unterzogen werden.