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Rekombinantes β-Lactoglobulin durch Präzisionsfermentation

Printausgabe
EUR 51,98

E-Book
EUR 36,39

Rekombinantes β-Lactoglobulin durch Präzisionsfermentation (Band 87)

Auf dem Weg zu nachhaltigen Proteinen für die Lebensmitteltechnologie

Sarah Brune (Autor)

Vorschau

Leseprobe, PDF (970 KB)
Inhaltsverzeichnis, PDF (210 KB)

Durch den weltweit steigenden Bedarf an tierischem Protein gewinnt die mikrobielle Produktion funktioneller Lebensmittelinhaltsstoffe (Präzisionsfermentation) an Bedeutung. Das Molkenprotein β-Lactoglobulin (BLG) besitzt zwei konservierte Disulfidbrücken und eine freie Thiol-Gruppe und dient als Modellprotein für Struktur-Funktions-Studien. Nach saurer Hydrolyse und Erhitzen kann BLG Nanofibrillen bilden, die als biologisch abbaubare Biomaterialien oder in der Lebensmittelindustrie interessant sind. In dieser Arbeit wurden mithilfe gezielter Mutagenese BLG-Varianten ohne freie Thiol-Gruppe (rBLG-SH), ohne äußere Disulfidbrücke (rBLG-SS) und ohne Cysteine (rBLG-C) rekombinant mit Escherichia coli produziert und anschließend gereinigt. rBLG-SH und rBLG-SS wurden in löslicher Form mit finalen Konzentrationen von 60-160 mg L-1 gewonnen, während rBLG-C aus Inclusion bodies rückgefaltet werden musste, was finale Konzentrationen von bis zu 400 mg L-1 ergab. Die Veränderungen der Aminosäuresequenz beeinflussten sowohl die Struktur, das Dimerisierungsverhalten als auch die Fibrillenbildung der BLG-Varianten. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigte sich mit der rekombinanten Produktion N-terminaler BLG-Peptide (AS 1–53), die als Bausteine amyloider Fibrillen dienen. Zur Erhöhung der finalen Konzentration wurde die Produktion eines unlöslichen Peptid-Fusionsproteins in zwei Fed-Batch-Kultivierungen mit unterschiedlichen Feeding-Strategien verglichen, wobei die höchsten Biomasse- und Inclusion body-Konzentrationen mit der pH-stat-Methode erzielt wurden, deren Substratzugabe auf einer indirekten Feedback-Kontrolle basiert. Im letzten Teil dieser Arbeit wurde rBLG mit Protease-defizienten und genomreduzierten Bacillus subtilis-Stämmen sekretiert. Dank ihrer veränderten Oxidationskraft konnten die genomreduzierten Stämme Disulfidbrücken effizienter ausbilden, was zur verbesserten rBLG-Produktion beitrug. Erstmals wurden so mit einem Gram-positiven Organismus rBLG-Konzentrationen von 60–70 mg L–1 erzielt.

ISBN-13 (Printausgabe) 9783689528171
ISBN-13 (E-Book) 9783689528188
Sprache Deutsch
Seitenanzahl 156
Umschlagkaschierung matt
Auflage 1
Buchreihe Schriftenreihe des Institutes für Bioverfahrenstechnik der Technischen Universität Braunschweig
Band 87
Erscheinungsort Göttingen
Promotionsort Braunschweig
Erscheinungsdatum 04.02.2025
Allgemeine Einordnung Dissertation
Fachbereiche Naturwissenschaften
Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Schlagwörter • Rekombinante Produktion (Recombinant production) • Funktionelle Lebensmittelinhaltsstoffe (Functional food ingredients) • Präzisionsfermentation (Precision fermentation) • β-Lactoglobulin (β-lactoglobulin) • Molkenprotein (whey protein) • Disulfidbrücken (Disulfide bonds) • Amyloide Aggregate (Amyloid aggregates) • Struktur-Funktions-Studien (Structure-function studies) • Inclusion bodies • Protein Rückfaltung (Protein Refolding) • Globuläre Struktur (Globular structure) • Fed-Batch-Kultivierung (Fed-batch cultivation) • Genomreduzierte Stämme (Genome-reduced strains) • Bacillus subtilis • Escherichia coli • Thiol-Disulfid-Oxidoreduktase-System (Thiol-disulfide oxidoreductase system) • Funktionelle Eigenschaften (Functional properties) • Dimerisierung (Dimerization) • Strukturstabilität (Structural stability) • Fusionsprotein (Fusion protein) • Sekundärstruktur (Secondary structure) • Tertiärstruktur (Tertiary structure) • Biotechnologie (Biotechnology) • Zirkulardichroismus (CD spectroscopy) • Mikrobiologie (microbiology) • Molekularbiologie (molecular biology) • Protein-Biochemie (protein bio chemistry) • Protein-Charakterisierung (protein characterization) • Bioreaktor (bio reactor) • Bioverfahrenstechnik (Biochemical engineering) • Proteinreinigung (Protein purification) • Downstream processing • Chromatographie (chromatography)
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