Insektenassoziierte ligninolytische Enzyme für die industrielle Biotechnologie

摘要

Viele Materialschädlinge leben in symbiontischer Beziehung mit speziellen Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen. Durch diesen Mutualismus entwickelten sich Enzymsysteme, die es vor allem den Insekten ermöglichen, unterschiedlichste organische Substrate als Nahrungsquelle zu nutzen. Für die industrielle Biotechnologie kann dieses biokatalytische Potential unter anderem zum enzymatischen Aufschluss nachwachsender Rohstoffe, insbesondere von Lignocellulosen genutzt werden. Natürliche Produzenten der dafür nötigen lignocellulolytischen Enzyme sind Weißfäulepilze, von denen einige als symbiontische Partner der Riesenholzwespen Urocerus gigas und Sirex sp. beschrieben wurden. Zu den gängigen lignocellulolytischen Enzymen zählen beispielsweise Cellulasen (EC 3.2.1.4), Esterasen (EC 3.1.1.x) und Peroxidasen (EC 1.11.1.x). Peroxidasen sind des Weiteren für ihre bleichende Wirkung von Industrieabwässern des Sulfatprozesses bekannt und zeigen ein hohes Potential zum Abbau von synthetischen Farbstoffen aus Wasch- und Reinigungsstufen der Textilindustrie. Zudem wurde in den letzten Jahren eine neue Gruppe von Häm-Peroxidasen, die sogenannten DyP-Typ-Peroxidasen (Dye-decolorizing peroxidases) entdeckt, die in der Lage sind nicht-phenolische Lignin-Modellverbindungen zu oxidieren und im Vergleich zu allgemein bekannten Peroxidasen eine höhere Aktivität gegen Anthrachinonfarbstoffe als gegen Azofarbstoffe, sowie ein verändertes Zersetzungsmuster von phenolischen Substanzen aufweisen.