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Luisa Gebele

• Chitin ist nach Cellulose, das am zweit häufigsten vorkommende Biopolymer auf der Erde und erlangt durch die positiven Eigenschaften seiner Oligomere immer mehr an Aufmerksamkeit in der Industrie. Derzeit werden Chitin-Oligomere rein chemisch mittels starker Säurebehandlung gewonnen. Alternativ können Endo- und Exochitinasen für eine umweltfreundlichere Hydrolyse eingesetzt werden. In dieserChitin ist nach Cellulose, das am zweit häufigsten vorkommende Biopolymer auf der Erde und erlangt durch die positiven Eigenschaften seiner Oligomere immer mehr an Aufmerksamkeit in der Industrie. Derzeit werden Chitin-Oligomere rein chemisch mittels starker Säurebehandlung gewonnen. Alternativ können Endo- und Exochitinasen für eine umweltfreundlichere Hydrolyse eingesetzt werden. In dieser Arbeit wurden drei fungale Endochitinasen aus den Ursprungsorganismen Trichoderma harzianum (Chit33-TH), Trichoderma asperellum (Chit36-TA) und Myceliophthora thermophila (Chit46-MT) in Pichia pastoris rekombinant exprimiert, mittels Ni-NTA-Affinitätschromatographie und Dialyse aufgereinigt und biochemisch charakterisiert. Dabei zeigten die Chitinasen maximale spezifische Umsatzgeschwindigkeiten von 16 (Chit33-TH), 50 (Chit36-TA) und 98 nkat/mg (Chit46-MT). Die Endochitinasen hatten nach der Deglykosylierung ein molekulares Gewicht von 33 (Chit33-TH), 36 (Chit36-TA) und 46 kDa (Chit46-MT). Die pH-Optima und Temperaturmaxima lagen für alle drei Enzyme bei einem pH-Wert von 4,5 und 50 °C, zudem waren sie bei 45 bis 50 °C für 15 Minuten temperaturstabil. Detergenzien und Kationen wie Cu2+, Mn2+, Co2+ und Zn2+ hatten einen inhibierenden Effekt ab 1 mM. Höhere Ca2+-Konzentrationen ab 10 mM reduzierten die Enzymaktivität um bis zu 30 %. Eine Produktinhibition mit N-Acetylglucosamin konnte nicht festgestellt werden. Bei allen rekombinanten Enzymen konnte mittels DNS-Assay die Freisetzung von reduzierenden Zuckerenden und somit geeignete Eigenschaften kolloidales Chitin zu wasserlösliche ChitinOligomere umzuwandeln, nachgewiesen werden. Insbesondere Chit46-MT erreichte nach 24 h einen Hydrolysegrad bis zu 96 % und bewies, dass eine enzymatische Hydrolyse für die industrielle Chitin-Oligomerproduktion nutzbar ist.…