Sammanfattning
Popular Abstract in Swedish
Arbetet i denna avhandling presenteras i 6 olika delarbeten (artiklar I-VI). Artiklarna I-III behandlar två olika enzymer som bryter ner cyklodextriner, vilka är ringformade molekyler med samma beståndsdelar som i stärkelse (dvs sammanlänkade glukosmolekyler). Dessa s.k. cyklodextrinaser kommer ursprungligen från två bakterier som har isolerats i varma källor på Island. I artiklarna presenteras karakterisering av enzymerna för den typ av substrat de använder, vilka temperaturer de är aktiva och stabila vid och andra biokemiska undersökningar (generell uppbyggnad av enzymerna, produktbildningsmönster, etc). En av artiklarna (II) beskriver optimeringen kring att framställa det ena enzymet genom att använda en värdorganism, Escherichia coli, som ofta används på laboratorier och även industriellt för storskalig produktion av enzymer. Generellt är de här enzymerna svåra att framställa och inte särskilt termostabila eller termoaktiva (optimala temperaturen för aktivitet var 57 grader).
Nästa del (artiklarna IV-VI) handlar om två andra enzymer som är förhållandevis lika varandra. De är verksamma på cellulosa där de bryter ned de minsta små bitarna (cello-oligosaccharider) efter att andra enzymer (cellulaser) har brutit ned längre kedjor till mindre delar. Dessa enzymer, som benämns beta-glukosidaser, kommer ursprungligen från en extremt termofil bakterie, Thermotoga neapolitana, som från början har hittats i en varm källa i havsbukten utanför Neapel i Italien. Artikel IV beskriver hur det ena beta-glukosidaset testas för att framställa ytaktiva ämnen som består av alkohol och socker, s.k. sockersurfaktanter, som bl a används inom läkemedelsindustrin för stabilisering av formuleringar. Jämfört med andra liknande enzymer så uppvisade beta-glukosidaset från Thermotoga högre selektivitet för den önskvärda reaktionen. I nästa artikel (V) undersöks enzymernas förmåga att klyva av ett socker från en antioxidant (quercetin) som extraherats ur lök. Det visade sig att de klarade den uppgiften mycket snabbare än i traditionella metoder som använder saltsyra som katalysator. Dessutom bryts inte själva antioxidanten ner, vilket ofta sker med saltsyra. I den sista artikeln (VI) presenteras kristallisering av det ena beta-glukosidaset. Kristallisering gör man för att kunna se hur enzymet ser ut 3-dimensionellt. När en viss typ av röntgenstrålning träffar proteinet får man ett mönster som ser olika ut beroende på hur aminosyrorna sitter i förhållande till varandra. Man kan sedan med matematiska metoder få fram ett 3-dimensionellt mönster av s.k. elektrontätheter, där de olika atomerna finns. Strukturen är inte helt färdig än eftersom aminosyrakedjan manuellt måste passas in i elektrontätheterna, varefter alla vinklar hos de olika kovalenta bindningarna mellan atomerna finjusteras. I den sista artikeln presenteras även resultat från en undersökning av vilka aminosyror som direkt deltar i den katalytiska reaktionen när substraten omvandlas. Några predikterade katalytiska aminosyror byttes ut till overksamma aminosyror, vilket medförde att enzymet förlorade sin katalytiska förmåga.
Avhandlingen visar att termostabila enzymer är väl lämpade för vissa processer som kräver höga temperaturer. Vanliga enzymer fungerar t ex inte i processer där extrahering av antioxidanter sker med trycksatt vatten med en temperatur över 100 grader. De testade enzymerna kan vara användbara i en mängd olika industriella processer. De kan även utvecklas med laboratorietekniker för att bli ännu stabilare.
Arbetet i denna avhandling presenteras i 6 olika delarbeten (artiklar I-VI). Artiklarna I-III behandlar två olika enzymer som bryter ner cyklodextriner, vilka är ringformade molekyler med samma beståndsdelar som i stärkelse (dvs sammanlänkade glukosmolekyler). Dessa s.k. cyklodextrinaser kommer ursprungligen från två bakterier som har isolerats i varma källor på Island. I artiklarna presenteras karakterisering av enzymerna för den typ av substrat de använder, vilka temperaturer de är aktiva och stabila vid och andra biokemiska undersökningar (generell uppbyggnad av enzymerna, produktbildningsmönster, etc). En av artiklarna (II) beskriver optimeringen kring att framställa det ena enzymet genom att använda en värdorganism, Escherichia coli, som ofta används på laboratorier och även industriellt för storskalig produktion av enzymer. Generellt är de här enzymerna svåra att framställa och inte särskilt termostabila eller termoaktiva (optimala temperaturen för aktivitet var 57 grader).
Nästa del (artiklarna IV-VI) handlar om två andra enzymer som är förhållandevis lika varandra. De är verksamma på cellulosa där de bryter ned de minsta små bitarna (cello-oligosaccharider) efter att andra enzymer (cellulaser) har brutit ned längre kedjor till mindre delar. Dessa enzymer, som benämns beta-glukosidaser, kommer ursprungligen från en extremt termofil bakterie, Thermotoga neapolitana, som från början har hittats i en varm källa i havsbukten utanför Neapel i Italien. Artikel IV beskriver hur det ena beta-glukosidaset testas för att framställa ytaktiva ämnen som består av alkohol och socker, s.k. sockersurfaktanter, som bl a används inom läkemedelsindustrin för stabilisering av formuleringar. Jämfört med andra liknande enzymer så uppvisade beta-glukosidaset från Thermotoga högre selektivitet för den önskvärda reaktionen. I nästa artikel (V) undersöks enzymernas förmåga att klyva av ett socker från en antioxidant (quercetin) som extraherats ur lök. Det visade sig att de klarade den uppgiften mycket snabbare än i traditionella metoder som använder saltsyra som katalysator. Dessutom bryts inte själva antioxidanten ner, vilket ofta sker med saltsyra. I den sista artikeln (VI) presenteras kristallisering av det ena beta-glukosidaset. Kristallisering gör man för att kunna se hur enzymet ser ut 3-dimensionellt. När en viss typ av röntgenstrålning träffar proteinet får man ett mönster som ser olika ut beroende på hur aminosyrorna sitter i förhållande till varandra. Man kan sedan med matematiska metoder få fram ett 3-dimensionellt mönster av s.k. elektrontätheter, där de olika atomerna finns. Strukturen är inte helt färdig än eftersom aminosyrakedjan manuellt måste passas in i elektrontätheterna, varefter alla vinklar hos de olika kovalenta bindningarna mellan atomerna finjusteras. I den sista artikeln presenteras även resultat från en undersökning av vilka aminosyror som direkt deltar i den katalytiska reaktionen när substraten omvandlas. Några predikterade katalytiska aminosyror byttes ut till overksamma aminosyror, vilket medförde att enzymet förlorade sin katalytiska förmåga.
Avhandlingen visar att termostabila enzymer är väl lämpade för vissa processer som kräver höga temperaturer. Vanliga enzymer fungerar t ex inte i processer där extrahering av antioxidanter sker med trycksatt vatten med en temperatur över 100 grader. De testade enzymerna kan vara användbara i en mängd olika industriella processer. De kan även utvecklas med laboratorietekniker för att bli ännu stabilare.
| Originalspråk | engelska |
|---|---|
| Kvalifikation | Doktor |
| Tilldelande institution | |
| Handledare |
|
| Tilldelningsdatum | 2007 feb. 1 |
| Förlag | |
| ISBN (tryckt) | 978-91-89627-51-2 |
| Status | Published - 2007 |
Bibliografisk information
Defence detailsDate: 2007-02-01
Time: 13:15
Place: Hörsal A, Kemicentrum, Getingevägen 60, Lunds Tekniska Högskola
External reviewer(s)
Name: Svensson, Birte
Title: Professor
Affiliation: Technical University of Denmark
---
<div class="article_info">Pernilla Turner, Antje Labes, Olafur H. Fridjonsson, Gudmundur O. Hreggvidson, Peter Schönheit, Jakob K. Kristjansson, Olle Holst and Eva Nordberg Karlsson. <span class="article_issue_date">2005</span>. <span class="article_title">Two novel cyclodextrin-degrading enzymes isolated from thermophilic bacteria have similar domain structures but differ in oligomeric state and activity profile</span> <span class="journal_series_title">Journal of Bioscience and Bioengineering</span>, <span class="journal_volume">vol 100</span> <span class="journal_pages">pp 380-390</span>. <span class="journal_distributor">Elsevier</span></div>
<div class="article_info">Pernilla Turner, Olle Holst and Eva Nordberg Karlsson. <span class="article_issue_date">2005</span>. <span class="article_title">Optimized expression of soluble cyclomaltodextrinase of thermophilic origin in Escherichia coli by using a soluble fusion-tag and by tuning of inducer concentration</span> <span class="journal_series_title">Protein Expression and Purification</span>, <span class="journal_volume">vol 39</span> <span class="journal_pages">pp 54-60</span>. <span class="journal_distributor">Elsevier</span></div>
<div class="article_info">Pernilla Turner, Carina Nilsson, David Svensson, Olle Holst, Lo Gorton and Eva Nordberg Karlsson. <span class="article_issue_date">2005</span>. <span class="article_title">Monomeric and dimeric cyclomaltodextrinases reveal different modes of substrate degradation</span> <span class="journal_series_title">Biologia, Bratislava</span>, <span class="journal_volume">vol 60</span> <span class="journal_pages">pp 79-87</span>. <span class="journal_distributor">Slovak Academic Press</span></div>
<div class="article_info">Pernilla Turner, David Svensson, Patrick Adlercreutz and Eva Nordberg Karlsson. <span class="article_issue_date">2007</span>. <span class="article_title">A novel variant of Thermotoga neapolitana beta-glucosidase B is an efficient catalyst for the synthesis of alkyl glucosides by transglycosylation</span> <span class="journal_distributor">Department of Biotechnology, Lund University, Sweden</span> (submitted)</div>
<div class="article_info">Charlotta Turner, Pernilla Turner, Gunilla Jacobson, Knut Almgren, Monica Waldebäck, Per Sjöberg, Eva Nordberg Karlsson and Karin E. Markides. <span class="article_issue_date">2006</span>. <span class="article_title">Subcritical water extraction and beta-glucosidase-catalyzed hydrolysis of quercetin glycosides in onion waste</span> <span class="journal_series_title">Green Chemistry</span>, <span class="journal_volume">vol 8</span> <span class="journal_pages">pp 949-959</span>. <span class="journal_distributor">Royal Society of Chemistry</span></div>
<div class="article_info">Pernilla Turner, Anna Lundell, Erik Kanders, Christina Wennerberg, Derek Logan and Eva Nordberg Karlsson. <span class="article_issue_date">2007</span>. <span class="article_title">Crystallization, preliminary X-ray diffraction analysis and mutation of active site residues of Thermotoga neapolitana beta-glucosidase B</span> <span class="journal_distributor">Department of Biotechnology, Lund University, Sweden</span> (manuscript)</div>
Ämnesklassifikation (UKÄ)
- Industriell bioteknik
Fingeravtryck
Utforska forskningsämnen för ”Exploring thermostable glycoside hydrolases: Amylases and beta-glucosidases”. Tillsammans bildar de ett unikt fingeravtryck.Citera det här
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver