Titelaufnahme

Titel
Zugang zu 3-substituierten Kumarat-Derivaten / vorgelegt von Madeleine Göritzer
Verfasser/ VerfasserinGoeritzer, Madeleine
Begutachter / BegutachterinKroutil Wolfgang
Erschienen2011
UmfangVII, 82 Bl. : Zsfassung ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2011
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (GND)Hydroxyzimtsäurederivate / Hydroxyzimtsäurederivate / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-19926 Persistent Identifier (URN)
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Zusammenfassung (Deutsch)

Phenylalanin-Ammoniak-Lyase (PAL) katalysiert die Deaminierung von L-Phenylalanin zu trans-Zimtsäure. Es ist das erste und das Schlüsselenzym der Phenylpropanoid-Biosynthese in höheren Pflanzen und hauptsächlich in Abwehrmechanismen involviert. Bei Mikroorganismen spielt PAL eine katabolische Rolle, indem sie ihnen erlaubt, L-Phenylalanin als eine Kohlenstoff- und Stickstoffquelle zu nutzen. Dieses Enzym kommt nicht nur in Mikroorganismen vor, sondern kann auch in Hefe gefunden werden, speziell in der roten Hefe-Basidiomyceten-Familie Rhodotorula. Einige von diesen Enzymen deaminieren L-Tyrosin zu p-Hydroxyzimtsäure, auch p-Kumarat genannt, welche große Anwendung im Gesundheitsbereich und in der Pharma- und Lebensmittelindustrie findet.Das Ziel dieser Arbeit war, die Reaktionsbedingungen der Biotransformation von L-Tyrosin zu p-Kumarat und Ammoniak durch PAL zu optimieren und das Substratspektrum des Enzyms zu untersuchen. Außerdem sollte PAL von R. glutinis in E. coli überexprimiert und mittels Ni-NTA Affinitätschromatographie das reine Enzym erhalten werden. Zuerst wurden aktive Zellen von Rhodotorula mucilaginosa und Rhodotorula glutinis angezüchtet, welche dafür bekannt sind PAL-Aktivität zu besitzen. PAL von R. glutinis wurde erfolgreich in E. coli überexprimiert und das Enzym mittels Ni-NTA Affinitätschromatographie aufgereinigt. Nach Optimierung der Reaktionsbedingungen mit dem Standardsubstrat L-Tyrosin wurden weitere dreizehn Substrate getestet, wovon zehn von PAL umgesetzt wurden.Folgende Kumarat-Derivate wurden synthetisiert und mittels 1H-NMR, wenn genügend Produkt vorhanden war teilweise auch mittels 13C-NMR, charakterisiert: p-Kumarat, trans-Zimtsäure, 4-Chlorzimtsäure, 3-Chlorkumarsäure, 4-Fluorzimtsäure, 3-Fluorzimtsäure, 4-Methoxyzimtsäure, 3,4-Dihydroxyzimtsäure, 3-Methylkumarsäure, 3-Methoxykumarsäure, 3-Fluorkumarsäure.

Zusammenfassung (Englisch)

Phenylalanine ammonia-lyase (PAL) catalyzes the deamination of L-phenylalanine to form trans-cinnamic acid. It is the first and key enzyme of the phenyl propanoid pathway in higher plants and mainly involved in defense mechanisms. In microorganisms, it has a catabolic role, allowing them to use L-phenylalanine as a source of carbon and nitrogen. Among microorganisms, PAL can be found also in yeast, especially in the red yeast basidiomycetes family Rhodotorula. Some of these enzymes also deaminate L-tyrosine to p-hydroxycinnamic acid (p-coumarate), which has potential use in a variety of health, pharmaceutical, flavors and industrial applications.The aim of this diploma thesis was to optimize the reaction conditions of the biotransformation of L-tyrosine to p-coumarate and ammonia catalyzed by PAL and to investigate the substrate spectrum of the enzyme. Furthermore the PAL from R. glutinis should be overexpressed in E. coli and purified by Ni-NTA affinity chromatography. First active cells of Rhodotorula mucilaginosa and Rhodotorula glutinis were cultivated, which were known to possess PAL activity. R. glutinis PAL was successfully overexpressed in E. coli and the enzyme was purified by Ni-NTA affinity purification. After optimization of the reaction conditions with the standard-substrate L-tyrosine, thirteen substrates were additionally tested from which ten were accepted by PAL. The following coumarate-derivatives were synthesized and characterized by 1H-NMR and, if there was enough product, also by 13C-NMR: p-coumarate, trans-cinnamic acid, 4-chlorocinnamic acid, 3-chlorocinnamic acid, 4-fluorocinnamic acid, 3-fluorocinnamic acid, 4-methoxycinnamic acid, 3,4-dihydroxycinnamic acid, 3-methylcoumaric acid, 3-methoxycoumaric acid, 3-fluorocoumaric acid.