HPLC-gestützte Analyse, Optimierung der mikrobiellen Produktion und enzymatische Modifizierung von Glycolipiden aus Tsukamurella spec. nov.

Langer, Olaf

Die vorliegende Arbeit befasste sich mit der Optimierung der mikrobiellen Produktion von Glycolipiden auf der Basis nachwachsender Rohstoffe durch den Stamm Tsukamurella spec., weiterhin mit deren Isolierung und Charakterisierung sowie deren enzymatischen Modifikationen. Eine Vielzahl von Mikroorganismen sind in der Lage auf der Basis unterschiedlichster Substrate verschiedenartige Glycolipide herzustellen. Neben der Verwendung als Biotensiden erlangen ihre biologischen Eigenschaften in Bezug auf den Einsatz als Wirkstoffe immer mehr an Interesse. Der Stamm Tsukamurella spec. wurde im Rahmen eines Screenings nach Glycolipid bildenden Mikroorganismen aus einer Bodenprobe isoliert. Er produziert mittels ölsäurereichem Sonnenblumenöl als alleinige Kohlenstoffquelle ein Gemisch aus Di-, Tri- und Tetrasaccharidlipiden. Bei der Kultivierung im Bioreaktormaßstab wird unter N- und P- limitierten Bedingungen eine Produktbildung von bis zu 22 g/l Glycolipidgemisch erreicht. Die nativen Glycolipide konnten enzymatisch modifiziert werden. Sowohl die nativen als auch die modifizierten Oligosaccharidlipide wurden in verschiedenen Tests auf ihre biologische Wirkung und auf ihre physikochemischen Eigenschaften untersucht. Unteranderem zeigten sie antimikrobielle und antifugale Eigenschaften gegenüber verschiedene Mikroorganismen. Des Weiteren wurden antivirale sowie antitumurale Wirkungen bei der Hemmung verschiedener Proteinkinasen sowie des Epstein-Barr Virus untersucht.

In this work, the microbial overproduction of oligosaccharide lipids from Tsukamurella spec., their isolation and characterization as well as their enzymatic modification were investigated. Certain microorganisms have the capability to produce different kinds of biosurfactants by utilizing renewable resources. Beside the advantages of low toxicity, good biocompatibility and biodegradation known from microbial produced surface active agents, their use as biological active substances becomes more and more interesting. In this examination we used the Gram-positive bacterium Tsukamurella spec. which was isolated from soil by a screening for glycolipid forming microorganisms. The strain is able to produce a mixture of di-, tri- and tetrasaccharide lipids during growth on sunflower oil as the sole carbon source. Cultivation of Tsukamurella spec. in the bioreactor pointed out the influence of the nitrogen concentration and the phosphate concentration on the production of the glycolipids. Under N- and P- limited conditions a product formation up to 22 g/l glycolipids could be reached. In recent experiments the pure microbial and the modificated glycolipids were successfully tested against microoganisms and for inhibition of various protein kinases which are involved in the formation and development of tumoral diseases. In additional studies the inhibitory activity of the glycolipids on the Epstein-Barr virus early antigen ( EBV-EA ) activation was evaluated.

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Langer, Olaf: HPLC-gestützte Analyse, Optimierung der mikrobiellen Produktion und enzymatische Modifizierung von Glycolipiden aus Tsukamurella spec. nov.. 2004.

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