Biotechnologische Produktion und Modifikation mariner Glycoglycerolipide

Böschen, Verena

Im Rahmen dieser Dissertation wurden drei marine Bakterienisolate hinsichtlich des Wachstums und der Metabolitenproduktion untersucht. Vom Microbacterium spec. DSM 12583 (Mittelmeerisolat) ist aufgrund einer vorausgegangenen Arbeit bekannt, dass es auf Glucose als C-Quelle ein bioaktives Glucosylmannosylglycerolipid (GGL.2) bildet. In der vorliegenden Arbeit konnte durch Medienoptimierung und geeignete Parameterwahl bei den Bioreaktorkultivierungen die maximale Biomasse und die Produktbildung verdoppelt werden. Es wurde eine maximale Biomasse von 14 g/l und 522 mg/l Glycoglycerolipid gebildet. Das Dosieren von komplexen Bestandteilen in kleinen Raten führte zum Erhalt der Biomasse und des gebildeten Produktes über einen längeren Zeitraum. Weiterhin wurde ein Modell zur Biomasse- und Produktbildung sowie dem Substratabbau entwickelt. Darüber hinaus konnten durch Lipase katalysierte Hydrolyse zwei neue Produkte gewonnen werden, welche noch bessere Eigenschaften in den extern durchgeführten Bioaktivitätstests zeigten (z.B. Test zur Anti-Tumor-Promoting-Aktivität). Zwei neu aus der Nordsee isolierte Bakterienstämme (Hel 12/1: Microbacterium, Hel 12/2: Micrococcus luteus) produzierten ebenfalls, jedoch aus der Literatur bekannte, bioaktive Glycoglycerolipide, deren Anreicherung durch Medienoptimierung gesteigert werden konnte. Micrococcus luteus produzierte ein Dimannosylglycoglycerolipid, welches ebenfalls sehr gute Ergebnisse beim Test zur Anti-Tumor-Promoting-Aktivität lieferte.

This thesis deals with the growth behavior and metabolite production of three marine bacterial strains. One of these strains, Microbacterium spec. DSM 12583, which was isolated from the Mediterranean Sea, is known to produce a bioactive glucosylmannosylglycerolipid (GGL.2) when grown on glucose as sole carbon source. An optimization of media and bioreactor cultivation parameters was performed, which resulted in doubling of growth rate and product formation. Maximum biomass and product concentrations of 14 g/L and 522 mg/L could be achieved, respectively. By dosage of complex medium compounds, biomass and product could be kept stable for a longer period of time. Finally, a model for biomass and product formation as well as substrate consumption could be established. Furthermore, two new products could be yielded by a lipasecatalyzed hydrolysis, which showed superior properties compared to GGL.2 with respect to bioactivity tests performed by a different working group (e.g. test for anti-tumour promoting activity). Two new bacterial strains from the North Sea (Hel 12/1: Microbacterium spec. and Hel 12/2: Micrococcus luteus) could as well be shown to produce bioactive glycoglycerolipids which however were known from literature. By media optimization, their accumulation could be increased. In particular, Micrococcus luteus produced a dimannosylglycoglycerolipid, which as well was shown to exhibit very good anti-tumour promoting activities.

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Böschen, Verena: Biotechnologische Produktion und Modifikation mariner Glycoglycerolipide. 2006.

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