• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 20
  • 13
  • 4
  • 4
  • 1
  • 1
  • Tagged with
  • 46
  • 11
  • 10
  • 9
  • 7
  • 7
  • 5
  • 5
  • 5
  • 4
  • 4
  • 4
  • 4
  • 4
  • 3
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
41

Quantum Chemical Studies of Enzymatic Reaction Mechanisms

Manta, Bianca January 2017 (has links)
Computer modeling of enzymes is a valuable complement to experiments. Quantum chemical studies of enzymatic reactions can provide a detailed description of the reaction mechanism and elucidate the roles of various residues in the active site. Different reaction pathways can be analyzed, and their feasibility be established based on calculated energy barriers. In the present thesis, density functional theory has been used to study the active sites and reaction mechanisms of three different enzymes, cytosine deaminase (CDA) from Escherichia coli, ω-transaminase from Chromobacterium violaceum (Cv-ωTA) and dinitrogenase reductase-activating glycohydrolase (DraG) from Rhodospirillum rubrum. The cluster approach has been employed to design models of the active sites based on available crystal structures. The geometries and energies of transition states and intermediates along various reaction pathways have been calculated, and used to construct the energy graphs of the reactions. In the study of CDA (Paper I), two different tautomers of a histidine residue were considered. The obtained reaction mechanism was found to support the main features of the previously proposed mechanism. The sequence of the events was established, and the residues needed for the proton transfer steps were elucidated. In the study of Cv-ωTA (Paper II and Paper III), two active site models were employed to study the conversion of two different substrates, a hydrophobic amine and an amino acid. Differences and similarities in the reaction mechanisms of the two substrates were established, and the role of an arginine residue in the dual substrate recognition was confirmed. In the study of DraG (Paper IV), two different substrate-binding modes and two different protonation states of an aspartate residue were considered. The coordination of the first-shell ligands and the substrate to the two manganese ions in the active site was characterized, and a possible proton donor in the first step of the proposed reaction mechanism was identified. / <p>At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 4: Manuscript.</p>
42

Κλινικοί, γενετικοί και εργαστηριακοί προγνωστικοί παράγοντες σχετιζόμενοι με τη θεραπευτική απάντηση σε ασθενείς με χρόνια ηπατίτιδα C / Therapeutic response to patient with chronic hepatitis C due to clinical genetic and laboratory prognostic factors

Συροκώστα, Ιουλία 26 June 2007 (has links)
H θεραπεία της χρόνιας ηπατίτιδας C παραμένει πρόκληση ,ιδιαίτερα για κάποιους ασθενείς ,μια και ποικίλοι παράγοντες που αφορούν τόσο τον ιό όσο και τον ξενιστή σχετίζονται με χαμηλότερη ιολογική απάντηση στη θεραπεία .Ο γονότυπος τύπου 1 και το υψηλό ιϊκό φορτίο έναρξης είναι οι κύριοι ιϊκοί παράγοντες που σχετίζονται με χαμηλότερη ιολογική απάντηση στη θεραπεία ,ενώ για τον ασθενή οι παράγοντες που σχετίζονται με χαμηλότερη ιολογική απάντηση στη θεραπεία είναι η μη ανταπόκριση ή η υποτροπή σε προηγούμενη θεραπεία ,η παρουσία κίρρωσης ,η Αφροαμερικανική καταγωγή, η μεγαλύτερη των 40 ετών ηλικία, η μη συμμόρφωση στη θεραπεία και η παχυσαρκία. Τα οβάλ ηπατοκύτταρα είναι πρόδρομα ηπατικά κύτταρα που έχουν συσχετισθεί με την εξέλιξη της ηπατικής νόσου και την ανάπτυξη ηπατοκυτταρικού καρκινώματος σε πειραματικά μοντέλα .Πρόσφατα έχουμε αποδείξει ότι σε περιπτώσεις χρόνιας ηπατίτιδας τύπου Β ή C η παρουσία πρόδρομων ηπατικών κυττάρων σχετίζεται με τη σοβαρότητα της νόσου το βαθμό ίνωσης και το σχετιζόμενο κίνδυνο ανάπτυξης ηπατοκυτταρικού καρκινώματος Αυτή η μελέτη προσπάθησε να εντοπίσει τους παράγοντες που παίζουν καθοριστικό ρόλο στην μακροχρόνια ανταπόκριση στη θεραπεία ασθενών με χρόνια ηπατίτιδα C καθώς και τον ρόλο που μπορεί να έχει σε αυτή τη διαδικασία η ύπαρξη πρόγονων ηπατικών κυττάρων . Στόχος του έργου είναι η διερεύνηση ποικίλων κλινικών γενετικών εργαστηριακών και ιστολογικών παραμέτρων οι οποίες σχετίζονται με τη θεραπεία σε ασθενείς με χρόνια HCV λοίμωξη. Δευτερογενής στόχος της μελέτης είναι ο καθορισμός ομάδων υψηλού κινδύνου για την ανάπτυξη κίρρωσης και ηπατοκυτταρικού καρκίνου. ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ 135 ενήλικες ασθενείς με θετική PCR και με βιοψία ήπατος που πιστοποιούσε χρόνια ηπατίτιδα εισήχθησαν στη μελέτη και τυχαιοποιήθηκαν να λάβουν είτε μονοθεραπεία με 3 MU ιντερφερόνης a2b τρεις φορές την εβδομάδα για 24 εβδομάδες ή συνδιασμό με ιντερφερόνη ή ή πεγκυλιωμένη ιντερφερόνη a2a (40 KD) μία φορά την εβδομάδα και προσθήκη 1000ή1200 mg ριμπαβιρίνης για 24 ή 48 εβδομάδες ανάλογα τον γονότυπο .Όλοι οι ασθενείς παρακολουθούνταν για την ασφάλεια την αντοχή και την αποτελεσματικότητα στο τέλος της εβδομάδας 2, 4, 8 και κάθε 4 εβδομάδες κατά τη διάρκεια της θεραπείας . Μετά την ολοκλήρωση της θεραπείας οι ασθενείς παρακολουθούνταν στις εβδομάδες 4, 12, 24 . Το πρώιμο τελικό σημείο ήταν η απώλεια του μετρήσιμου RNA του ιού της ηπατίτιδας C (HCV- RNA < 100c/ml) την εβδομάδα 24 μετά το τέλος της θεραπείας . Για να μελετήσουμε τη συσχέτιση των πρόγονων ηπατικών κυττάρων με την ανταπόκριση στη θεραπεία μελετήθηκαν 77 ηπατικές βιοψίες από ισάριθμους ασθενείς με χρόνια ηπατίτιδα C. Σαν μάρτυρες χρησιμοποιήθηκαν 10 φυσιολογικές ηπατικές βιοψίες .29 ασθενείς που ανταποκρίθηκαν στη θεραπεία και είχαν αρνητική PCR στο τέλος της προκαθορισμένης περιόδου αποτέλεσαν την ομάδα (Α) .29 ασθενείς που δεν ανταποκρίθηκαν στη θεραπεία και είχαν θετική PCR στο τέλος της προκαθορισμένης περιόδου αποτέλεσαν την ομάδα (Β) και τέλος 19 ασθενείς που υποτροπίασαν μετά αρχική ανταπόκριση στη θεραπεία αποτέλεσαν την ομάδα (Γ).Εξετάσθηκαν τομές παραφίνης πάχους 4 μm και καταμετρήθηκαν τα κύτταρα με μορφολογία οβάλ ηπατοκυττάρων δηλαδή AFPmRNA(+) και πρωτεΐνες CK19 (+) CK7(+) LCA(-) KAI CD34(-) Τα αποτελέσματα εκφράστηκαν σε ποσοστό επί τις %για τα κύτταρα με τα αντίστοιχα μορφολογικά χαρακτηριστικά και συσχετίστηκαν με τις αντίστοιχες κλινικές παραμέτρους. Ηπατικά προγονικά κύτταρα παρουσιάστηκαν και στις 87 βιοψίες αν και ήταν σημαντικά λιγότερα στις βιοψίες ελέγχου. Σύμφωνα με την έκφραση AFPmRNA η επί της % έκφραση ήταν :Ομάδα Β 53.4+ 1.3 > Ομάδα Γ 49+1.8 > Ομάδα Α 30.7 + 1.9 Οι ασθενείς που έλαβαν ιντερφερόνη ανταποκρίθηκαν καλύτερα στη θεραπεία αν ήταν < 40 είχαν γονότυπος 3,ιστορικό IV Χρήσης ουσιών αρνητική PCR-HCV (-) στην εβδομάδα 24 μετά θεραπεία &είχαν απουσία κίρρωσης ενώ είχαν μικρότερη πιθανότητα ανταπόκρισης αν είχαν ηλικία >40 έτη γονότυπο 1 ιστορικό μετάγγισης, αυξημένη ALT ή παρουσία κίρρωσης. Οι ασθενείς που έλαβαν θεραπεία συνδιασμού είχαν ευνοϊκή πρόγνωση αν εμφάνιζαν γονότυπο 2 ή 3 και μη ευνοϊκή αν είχαν γονότυπο 1,4 παρουσία κίρρωσης& αυξημένη γGt . Οι αυξημένες τρανσαμινάσες δεν αποτελούσαν προγνωστικό δείκτη. Στους ασθενείς που έλαβαν θεραπεία με πεγκυλιωμενη ιντερφερονη η ηλικία ή η απουσία κίρρωσης δεν αποτελούσε ανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα αντίθετα με την παραμονή αυξημένης ALT & γGt στον 6ο μήνα θεραπείας Ανεξάρτητοι προγνωστικοί παράγοντες για οποιαδήποτε θεραπευτικό σχήμα ήταν η Ηλικία (< 40 ετών )και η απουσία κίρρωσης .Οι ασθενείς με Φυσιολογικές τρανσαμινάσες αποτελούσαν το 40% των ασθενών μας στη δική μας μελέτη φάνηκε ότι ανταποκρίνονται καλύτερα στη θεραπεία και Σε μικρότερο ποσοστό εμφανίζουν κίρρωση ( 7% ) ενώ οι ασθενείς με κίρρωση Ανταποκρίνονται λιγότερο καλά σε όλες τις θεραπείες εμφανίζουν μεγαλύτερη διάρκεια λοίμωξης,λιπώδες ήπαρ σε μεγαλύτερο ποσοστό (64%) Έχουν αυξημένα ποσοστά ALT-γGt. Ενώ η παρουσία κίρρωσης είναι ανεξάρτητη από τον γονότυπο Τα ΠΗΚ υπάρχουν συχνά σε βιοψίες ήπατος ασθενών με ΧΗC και εκφράζουν AFPmRNA Υπάρχει σημαντική συσχέτιση με τη σοβαρότητα της νόσου και την ανταπόκριση στη θεραπεία Τα ΠΗΚ μπορεί να αποτελέσουν ανεξάρτητο προγνωστικό παράγοντα για την ανταπόκριση στη θεραπεία σε ασθενείς με χρόνια ηπατίτιδα C. / The treatment of chronic hepatitis C remains a challenge, particularly for certain patients as several virus related and patient related factors are associated with a lower virologic response to therapy. Hepatitis C virus genotype 1and a high baseline viral load are the major viral factors associated with a lower virologic response to therapy .Patient –related factors include previous relapse or non response to treatment, the presence of cirrhosis, the African America ethnicity, older age, contraindications to treatment and obesity. Oval hepatocytes (HK) are liver stem cells which are involved in the progress of liver disease and hepatocellular carcinoma development in experimental models. We have previously shown that in case of chronic hepatitis type B or C the presence of OH is related to the severity of the disease, the grade of fibrosis and the relative risk for HCG development. This study try to determine the factors effect the long term suppression of hepatitis C virus and also investigate the correlation of OH expression with treatment response in patients with chronic hepatitis C. Design 135 patients aged 18 years or more with positive HCV RNA and liver biopsy, were enrolled and randomly allocated to one of three regimens: 3mega units (MU) interferon a2btree times a week for 24 weeks, 3mega units (MU) interferon a2b tree times a week, plus 1000-12000 mg ribavirine per day for 24 weeks or 48 weeks or peg interferon alfa-2a (40KD) plus ribavirine 1000 or 1200 per day for 24 or 48 weeks because of different genotype. All patients were assessed for safety, tolerance and efficacy and the end of weeks 2, 4, 8and every 4 weeks during treatment. After treatment was completed patients were followed up on weeks 4, 12 and 24.The primary endpoint was loss of detectable HCV-RNA (serum HCV-RNA <100 copies/ml) at week 24 after treatment. The study comprised 77 liver biopsies obtained to an equal number of patients with chronic hepatitis C virus infection. To investigate the correlation of OH expression with treatment response ten normal liver biopsy were used as control. Twenty nine patients were assigned as responders (group A) 29 as non responders (group B) and 19 as releasers (group C). Paraffin sections (4μm thick) were subjected. To OH expretion . Cells with morphologic features of OH that were AFPmRNA or protein +/CK19+/CK7+ and LCA (-) /CD 34(-) were scored. Results were expressed as% of positive cells following morphometric analysis and correlated with the clinical parameters. Findings Sustained virological response at 24 weeks after treatment was found in 18( 22% ) of the 88 patient treated for 24 weeks with 3mega units (MU) interferon a2b three times a week ,35 ( 47%) of the 74 patient treated with the combination regiment, and 28 (60% ) of the 47 treated with peg interferon alfa-2a (40KD) plus ribavirine. Logistic recreation identified five independent factors significantly associated with response to treatment with interferon: genotype 2 or 3 , age forty years or less, minimal fibrosis stage, Ivd users , PCR negative at 6 months. Tree factors associated with the response to combination therapy: genotype 2 or 3, no cirrhosis, and high γgt the only factors significantly associated with response with the pegylated interferon treatment is high levels of γgt and alt to the sixth month of treatment. Oval hepatocyte expression was present in all 87 specimens, being significantly lower in controls compared with cases of chronic hepatitis C. According to the AFPmRNA expression, the grade for % OH expression was: (group B) non responders: 53.4+- 1.3> (Group C ) relapses :49+_1.8>(group A) responders30.7 +_1.9The difference was recorded as follows>(group A) vs. Bp<0.01, group A vs. C p<0.01, group B vs. C p<0.05. Conclusions This study demonstrates that OH are frequently present and expresses AFPmRNA in liver biopsies of patients with chronic hepatitis C. There is a significant association with the severity of disease and with response to treatment and may provide additional prognostic information and predict prognosis in cases of chronic hepatitis c. Age forty years or less and the presence of cirrhosis or no, they are independent factors significantly associated with response to any treatment. Patient with persistently normal or almost normal transaminase levels have higher virological response to therapy and less frequently cirrhosis Patient with cirrhosis exhibit lower response rates to therapy. The presents of cirrhosis is not related to genotype . Patients have frequently high levels of alt and γgt before and six months after therapy and have a worse virological response to any therapy.
43

Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Modifizierung der Substratspezifität einer Amin-Pyruvat-Aminotransferase

Seidel, Christian 14 November 2013 (has links) (PDF)
Mit Aminotransferasen können chirale Amine auf biotechnologischem Weg hergestellt werden. Diese besitzen große Bedeutung als Bausteine für weitere Synthesen in der pharmazeutischen und agrochemischen Industrie. Da natürlich vorkommende Enzyme oft nicht die gewünschte Substratspezifität für bestimmte industrielle Anwendungen besitzen, ist eine Optimierung durch Mutagenese notwendig. Solche Entwicklungen sind jedoch oft mit hohem Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Die Optimierung kann entweder ungezielt durch empirische Methoden oder gezielt unter Einbeziehung von Informationen über das Enzym erfolgen. Die notwendigen Daten können als Vorbereitung zu konkreten Produktentwicklungen durch Untersuchungen an potentiell geeigneten Enzymen gewonnen werden. Um einen solchen rationalen Ansatz bei der einer speziellen Amin-Pyruvat-Aminotransferase zu ermöglichen, war es Ziel der vorliegenden Arbeit die Grundlagen für die Veränderung der Substratspezifität dieses Enzyms zu erarbeiten. Zunächst wurden strukturelle Informationen durch ein Homologie-Modell gewonnen und später durch eine experimentell bestimmte Struktur ergänzt. Mit dieser Struktur wurden die Substrat-bindenden Reste identifiziert und zunächst der Einfluss auf die Substratbindung durch ortsgerichtete Mutagenese überprüft. Es konnte gezeigt werden, dass alle acht ausgewählten Aminosäurereste an der Substratbindung beteiligt sind. Zudem wurde unter diesen Positionen nach Mutanten gesucht, die neue Substrate umsetzen können. Eine Reihe von Mutanten wurde identifiziert, die verschiedene neue Substrate umsetzen. Für zwei Positionen konnten eine Reihe von Mutanten identifiziert werden, die neue Substrate akzeptieren. Durch die Art der Seitenketten, die Position der Aminosäuren und der chemischen Struktur der akzeptierten Substrate konnten eine Reihe von Aussagen über den Mechanismus der Substratbindung für diese Amin-Pyruvat-Aminotransferase gemacht werden. Außerdem wurde die Zweckmäßigkeit der eingesetzten theoretischen und experimentellen Methoden für die Anwendung bei Entwicklungen mit Enzymen dieser Klasse gezeigt.
44

Development of a Novel Biocatalytic Cascade for the Valorisation of 5-(Hydroxymethyl)furfural / Utveckling av en ny biokatalytisk kaskad för förädling av 5-(hydroxymetyl)furfural

Johansson, Johannes January 2022 (has links)
Den nära förestående bristen på fossila resurser i kombination med deras associerade miljöfarlighet betonar behovet av utveckling av alternativa, mer hållbara kemikalier. I denna studie utvecklades en enzymatisk kaskad för förädling av 5-(hydroxymetyl)furfural (HMF) till 5-(aminometyl)-2-furfuraldehyd (AMFA). Kaskaden omfattar transaminering av HMF till 5-(hydroxymetyl)furfurylamin (HMFA) följt av oxidation av HMFA till AMFA. Transaminas från Silicibacter pomeroyi (SpATA) immobiliserades via his6-taggar på EziG-proteinbärare från EnginZyme AB. Proteinbärarna placerades i spin-kolonner under transamineringen vilket möjliggjorde omhändertagande av SpATA efter transamineringen av HMF. För oxidationen utvärderades alkoholdyhydrogenas från Thermoanaerobacter brockii och hästlever samt galaktosoxidas från Dactylium dendroides (GOase). Omsättning och produktbildning analyserades med HPLC. Resultaten indikerar att SpATA effektivt katalyserar transamineringen av HMF, att alkohol dehydrogenasen inte förmår katalysera oxidationen av HMF till HMFA och att galaktosoxidaset kan oxidera HMFA med hög omsättning vilket leder oss att tro att den föreslagna kaskaden för förädling av HMF till AMFA är möjlig. / The imminent shortage of fossil resources coupled with their associated environmental hazards stresses the need for the development of alternative, more sustainable chemicals. In this study an enzymatic cascade was developed for the valorisation of 5-(hydroxymethyl)furfural (HMF) into 5-(aminomethyl)-2-furfuraldehyde (AMFA). The cascade involves the transamination of HMF into 5-(hydroxymethyl)furfurylamine (HMFA) followed by the oxidation of HMFA into AMFA. Transaminases from Silicibacter pomeroyi (SpATA) was immobilised via his6-tags onto EziG-protein carriers from EnginZyme AB. The protein carriers were placed in spin-columns during the transamination which allowed for salvaging of the SpATA after the transamination of HMF. For the oxidation, alcohol dehydrogenases from Thermoanaerobacter brockii and horse liver as well as galactose oxidase from Dactylium dendroides (GOase) were evaluated. The conversion and product formation were analysed by HPLC. The results indicate that the SpATA efficiently catalyses the transamination of HMF, that the alcohol dehydrogenases are not able to catalyse the oxidation of HMF nor HMFA and that the GOase can oxidize HMFA with high conversion which leads us to believe that the proposed cascade for the valorisation of HMF to AMFA is feasible.
45

Ingénierie de la transcétolase de Geobacillus stearothermophilus : nouvelles stratégies pour la synthèse enzymatique de cetoses rares / Engineering transketolase from Geobacillus stearothermophilus : new strategies for the enzymatic synthesis of rare ketoses

Lorillière, Marion 11 December 2017 (has links)
La transcétolase thermostable de Geobacillus stearothermophilus (TKgst, EC 2.2.1.1) permet de synthétiser efficacement à haute température des cétoses à 4, 5 et 6 atomes de carbone de configuration d-thréo (3S, 4R), par formation stéréosélective d’une liaison C-C, à partir d’aldéhydes α-hydroxylés (2R) à courte chaîne. L’objectif de ces travaux est d’utiliser la TKgst à 60°C pour gagner en efficacité et étendre son spectre de substrats à de nouveaux donneurs et accepteurs par Evolution dirigée, selon une approche semi-rationnelle, basée sur la mutagenèse par saturation de site. Ainsi, à l’issue du criblage des banques générées, les TKgst mutées les plus performantes (L382D/D470S, L191I, L382F/F435Y, R521Y/H462N et R521V/S385D/H462S) ont été sélectionnées pour leurs activités spécifiques supérieures à celle de la TKgst sauvage (gain de 3,3 à 5) vis-à-vis d’aldéhydes α-hydroxylés (2S) et d’aldéhydes α-hydroxylés (2R) à longue chaîne polyhydroxylée (C5-C6). La TKgst sauvage, ainsi que ces TKgst mutées performantes ont permis d’obtenir, à 60°C, onze cétoses, dont neuf de configuration l-érythro (3S, 4S) à 5 à 6 atomes de carbone et de configuration d-thréo (3S, 4R) de 4 à 8 atomes de carbone d’intérêt biologique, avec de très bons rendements, quatre étant inaccessibles avec les TKs microbiennes utilisées jusqu’alors. D’autres TKgst mutées ont par ailleurs conduit à une amélioration significative de l’activité de la TKgst vis-à-vis d’aldéhydes aliphatiques et aromatiques, mais également vis-à-vis d’un nouveau substrat donneur, l’acide pyruvique et d’analogues, ouvrant le champs des applications aux 1-désoxycétoses. De plus, ces travaux ont permis de développer un procédé multi-enzymatique innovant et éco-comptatible, dans lequel les substrats donneurs et accepteurs de la TKgst sont générés par voie enzymatique, via l’utilisation d’une transaminase ou d’une d-aminoacide oxydase et d’une aldolase, à partir de composés naturels et peu coûteux. Cette stratégie pourra être appliquée aux TKgst mutées, afin d’accéder efficacement et à moindre coût, à d’autres cétoses rares hautement valorisables. / Thermostable transketolase from Geobacillus stearothermophilus (TKgst, EC 2.2.1.1) catalyzes efficiently the synthesis of d-threo (3S, 4R) ketoses having 4, 5 and 6 carbon atoms, by the stereoselective formation of a new C-C bond, from short chain (2R)-α-hydroxylated aldehydes. The aim of this work is to use TKgst at 60°C, in order to increase reaction rates and to broad its substrate scope to new donors and acceptors by Directed Evolution, according to a semi-rationnal approach, based on site saturation mutagenesis. Thus, the screening of the libraries led to TKgst variants (L382D/D470S, L191I, L382F/F435Y, R521Y/H462N and R521V/S385D/H462S) having significantly improved specific activities towards (2S)-α-hydroxylated aldehydes and (2R)-α-hydroxylated aldehydes having a long polyhydroxylated chain (C5-C6), compared to wild type TKgst (3,3 to 5-fold increased activity). Wild-type TKgst as well as these TKgst variants were used, at 60°C, to obtain eleven, including nine l-erythro (3S, 4S) ketoses having 5 and 6 carbon atoms and d-threo (3S, 4R) ketoses having from 4 to 8 carbon atoms of biological interest, with good yields, four being inaccessible using common TK sources. Besides, other TKgst variants led to significantly improved activities towards hydrophobic aldehydes and towards a new donor substrate, pyruvic acid and derivatives, extending TKgst product scope to 1-deoxyketoses. In addition, a multienzymatic innovative and environmentally friendly process, in which TKgst substrates are generated through enzymatic pathways, using a transaminase or a d-aminoacid oxidase and an aldolase, from non-expensive and natural compounds was developed, in the presence of wild-type TKgst and will be able to be applied to TKgst variants, in order to synthesize efficiently and at lower cost, other highly valuable rare ketoses.
46

Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Modifizierung der Substratspezifität einer Amin-Pyruvat-Aminotransferase

Seidel, Christian 08 March 2013 (has links)
Mit Aminotransferasen können chirale Amine auf biotechnologischem Weg hergestellt werden. Diese besitzen große Bedeutung als Bausteine für weitere Synthesen in der pharmazeutischen und agrochemischen Industrie. Da natürlich vorkommende Enzyme oft nicht die gewünschte Substratspezifität für bestimmte industrielle Anwendungen besitzen, ist eine Optimierung durch Mutagenese notwendig. Solche Entwicklungen sind jedoch oft mit hohem Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Die Optimierung kann entweder ungezielt durch empirische Methoden oder gezielt unter Einbeziehung von Informationen über das Enzym erfolgen. Die notwendigen Daten können als Vorbereitung zu konkreten Produktentwicklungen durch Untersuchungen an potentiell geeigneten Enzymen gewonnen werden. Um einen solchen rationalen Ansatz bei der einer speziellen Amin-Pyruvat-Aminotransferase zu ermöglichen, war es Ziel der vorliegenden Arbeit die Grundlagen für die Veränderung der Substratspezifität dieses Enzyms zu erarbeiten. Zunächst wurden strukturelle Informationen durch ein Homologie-Modell gewonnen und später durch eine experimentell bestimmte Struktur ergänzt. Mit dieser Struktur wurden die Substrat-bindenden Reste identifiziert und zunächst der Einfluss auf die Substratbindung durch ortsgerichtete Mutagenese überprüft. Es konnte gezeigt werden, dass alle acht ausgewählten Aminosäurereste an der Substratbindung beteiligt sind. Zudem wurde unter diesen Positionen nach Mutanten gesucht, die neue Substrate umsetzen können. Eine Reihe von Mutanten wurde identifiziert, die verschiedene neue Substrate umsetzen. Für zwei Positionen konnten eine Reihe von Mutanten identifiziert werden, die neue Substrate akzeptieren. Durch die Art der Seitenketten, die Position der Aminosäuren und der chemischen Struktur der akzeptierten Substrate konnten eine Reihe von Aussagen über den Mechanismus der Substratbindung für diese Amin-Pyruvat-Aminotransferase gemacht werden. Außerdem wurde die Zweckmäßigkeit der eingesetzten theoretischen und experimentellen Methoden für die Anwendung bei Entwicklungen mit Enzymen dieser Klasse gezeigt.

Page generated in 0.062 seconds