Stabilität und Aktivität ausgewählter Enzymsysteme unter extremen Umweltbedingungen

Abstract

In jedem Lebewesen findet eine Vielzahl verschiedener biochemischer Reaktionen statt, die durch Enzyme vermittelt werden. Angesichts verschiedener Vorteile gegenüber chemischen Katalysatoren besteht ein großes Interesse an der Verwendung solcher Biokatalysatoren in industriellen Prozessen. Um die Produktausbeute einer Reaktion bzw. katalytischen Eigenschaften eines Enzyms noch weiter zu optimieren, werden heutzutage mittels zielgerichtetem Proteindesign, Immobilisierungstechniken sowie durch den Einsatz von chemischen Additiven oder Veränderungen physikalischer Parameter Enzymreaktionen extensiv erforscht. Zahlreiche Organismen auf der Erde sind extremen Umweltbedingungen, wie zum Beispiel hohen hydrostatischen Drücken, Trockenheit, erhöhten Temperaturen, extremen pH-Werten und hohen Salzkonzentrationen, ausgesetzt und haben sich im Laufe der Evolution angepasst bzw. Kompensationsstrategien entwickelt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher der Einfluss des hydrostatischen Drucks, der Temperatur, verschiedener Cosolventien und makromolekularer Crowder auf die Funktionalität ausgewählter Modellenzyme untersucht. Zudem wurde neben der Aktivität auch die Stabilität einzelner Proteine unter verschiedenen Umweltbelastungen evaluiert.