Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik (BioVT)

Search for and use of enzymes of marine origin for the directed hydrolysis of sulphated polysaccharides

Im Laufe des Projektes wurden Dendryphiella arenaria, Pseudoalteromonas atlantica, Saccharophagus degradans, Pseudoalteromonas carrageenovora und weitere Bakterien aus der Braunalge Fucus vesiculosus isoliert auf die Produktion von Fucoidanasen bzw. Fucosidasen hin untersucht. Fucosidasen sind Enzyme, die spezifisch die Bindungen zwischen sulfatierten Polysacchariden hauptsächlich aus dem Monomer Fucose bestehend spalten. Dabei konnte die Gewinnung einer aktiven Fucoidanase nicht erfolgreich abgeschlossen werden, woraufhin die Untersuchungen im Folgeprojekt auf genetischer Ebene fortgesetzt werden.

Neben der enzymatischen Hydrolyse von Fucoidanen wurde die Degradation des Molekulargewichts mittels Ultraschalles untersucht. Die Molekulargewichte der Fucoidane konnten so signifikant verringert werden. Ein Verlust von Sulfatgruppen wie z.B. bei saurer Hydrolyse der Polysaccharide konnte dabei nicht nachgewiesen werden. Die gerinnungshemmende Wirkung der Fucoidane aus der Braunalge Laminaria digitata wurde durch Ultraschalldegradation nicht beeinflusst. Bei Antiviralitätstests übertrafen die degradierten Fucoidane aus Laminaria digitata die Fucoidane niedrigeren Molekulargewichts isoliert aus Fucus vesiculosus an Wirksamkeit, wobei letztere keine nennenswerten Aktivitätseinbußen durch die Ultraschalldegradation zeigten (IC50 von 6 µg·ml-1 sank mit zunehmender Degradation lediglich auf 10 µg·ml-1) .

Weiter wurden Untersuchungen zur Produktion von Poly- bzw Oligosacchariden vorgenommen, um später Fucoidane mit definiertem Molekulargewicht darstellen zu können. Dazu wurden Immobilisierungsmethoden für Glykosidasen und Separationstechniken für Polysaccharide untersucht. Letztendlich konnte am Modellsystem Dextran/Dextranase der mögliche Einsatz von an Sepabeads® immobilisierten Enzymen zur kontinuierlichen Produktion von Poly- bzw. Oligosacchariden in einem Reaktorsystem mit integrierter Tangentialstromfiltration erfolgreich durchgeführt werden.

Kooperationspartner

Prof. i. R. Dr. Siegmund Lang (TU Braunschweig)

StatusAbgeschlossenes Projekt
FördermittelgeberDeutsche Forschungsgemeinschaft
Förderzeitraum02/2005 - 05/2008
FördernummerUL 170/3-1 und UL 170/3-2

Veröffentlichungen und Tagungsbeiträge

  • S. Kelly, A. Holtkamp, S. Poth, S. Lang und R. Ulber; Untersuchungen zur potentiellen Fucoidanase-Aktivität von Dendryphiella arenaria, Chem.-Ing.-Tech. 3 (2008) 399-403
  • A. Holtkamp, S. Kelly, R. Ulber, S. Lang; Fucoidan and Fucoidanases; Applied Microbiology and Biotechnology 82 (2009) 1-11
  • A. Holtkamp, L. Kilian, S. Kelly, R. Ulber, S. Lang; Fucus vesiculosus as resource for medical applications; Biorefinica (Osnabrück 2009)
  • A. Holtkamp, L. Kilian, S. Kelly, R. Ulber, S. Lang; Analysis of diverse bioactivities of fucoidan from Fucus vesiculosus; European BioPerspectives (2008) Hannover
  • S. Kelly, A. Holtkamp, S. Lang, R. Ulber; Investigations of enzymatic and ultrasonic degradation of sulphated polysaccharides; European BioPerspectives (2008) Hannover
  • S. Kelly, A. Holtkamp, S. Lang, R. Ulber; Fucoidanase activity of Dendryphiella arenaria TM94; European BioPerspectives (2007) Köln

 

Zum Seitenanfang