Bioprozessoptimierung und Metabolomanalyse zur Proteinproduktion in Bacillus licheniformis

Author: Hage, Kerstin TU Braunschweig, 03. December 2010 pages: 198 edition: 1 Aufl. Volume: 52 language: DE ISBN-10: 3869555785 ISBN-13: 9783869555782 allocated areas: Biologie | Maschinenbau-und Verfahrenstechnik category: Dissertation source of supply Print Version 33,60 € 31.92 in the shopping basket eBook (1841.1 kB) 33.6 in the shopping basket

Kurzbeschreibung

Die vorliegende Arbeit behandelt die Etablierung eines produktionsrelevanten Modellprozesses zur Herstellung der Waschmittel-Protease Subtilisin in Bacillus licheniformis unter Verwendung komplexer Medien-Bestandteile. Durch umfangreiche prozessbegleitende Analytik sowie Metabolomanalysen und inverse Markierungsexperimente kann die Produktbildung detailliert charakterisiert werden. Es kann gezeigt werden, dass die meisten Aminosäuren aus beiden zur Verfügung stehenden Substraten aufgebaut werden, dabei jedoch für einige Aminosäuren nur sehr geringe Konzentrationen vorzufinden sind. Des Weiteren werden zahlreiche prozesstechnische Ansätze in Bezug auf ihren Einfluss auf die Subtilisin-Bildung und Prozessstabilität beschrieben. Darin können positive Auswirkungen durch eine beidseitige pH-Regelung sowie eine Verringerung der Substrat-Konzentrationen festgestellt werden, während für Acetat eine inhibierende Wirkung auf die Produktbildung nachgewiesen werden konnte. Die Substrat-Konzentrationen müssen so eingestellt werden, dass der Bedarf für Biomasse- und Produktbildung gedeckt werden kann, aber die Produktion von Nebenprodukten und Overflow-Metaboliten weitestgehend vermieden wird.

Description

The present work deals with the establishment of a production relevant model process for the production of the detergent protease subtilisin in Bacillus licheniformis using complex media components. The product formation can be characterized in detail by extensive process related analytics as well as Metabolome analysis and inverse labeling experiments. It can be shown that most amino acids are build up of two available substrates. However some amino acids are found in very low concentrations. Furthermore numerous process related/technical approaches are described regarding their influence on the subtilisin formation and process stability. Therein positive effects can be determined by a duplex pH regulation as well as a decrease of the substrate concentrations. Furthermore for acetate could be proven an inhibitory effect on product formation. On the one hand the substrate concentrations have to be adjusted for a sufficient biomass and subtilisin formation and on the other hand production of byproducts and overflow metabolites has to be avoided as far as possible.

Stichwörter

Subtilisin-Produktion, komplexe Medien-Bestandteile, Metabolomanalyse, Markierungsexperimente, Bioprozess-Optimierung

Keywords

subtilisin formation, complex media components, metabolome analyis, labeling experiments, bioprocess optimisation