Metagenomanalyse eines hydrolytischen Konsortiums: Identifizierung und biochemische Charakterisierung von Polysaccharid-abbauenden Biokatalysatoren aus nicht kultivierten Mikroorganismen
Metagenomic analysis of a hydrolytic community: Identification and biochemically characterisation of polysaccharide degrading biocatalysts from non-cultured microorganisms
Sonja Voget
Doctoral thesis
Date of Examination:
2006-01-17
Date of issue:
2006-05-23
Advisor:
Streit, Wolfgang Prof. Dr.
Referee:
Streit, Wolfgang Prof. Dr.
Referee:
Daniel, Rolf PD Dr.
Persistent Address: http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-ABC2-6
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Name:
voget.pdf
Size:
2,6 MB
Format:
PDF
Description:
Dissertation
Abstract
English
In the past few years, the screening of environmental gene libraries proved to be an effective method to satisfy the constantly increasing demand of the industry for new biocatalysts. During this process the DNA-library of a soil metagenome was analysed by using a combination of different metagenomic methods. Furthermore, the use of enrichment cultures in order to increase the number of positive clones was analysed.To reach theses goals, the following strategies were followed:On the one hand the diversity of the enriched soil metagenome was analysed by comparing the 16S rDNA analysis of the total DNA with the cultivable organisms. The analysis revealed that the soil metagenome consists of at least ten different organisms.On the other hand the cosmid library was then screened for novel biocatalysts by using different screening methods. To increase the chance to find biotechnologically interesting enzymes, both the classical activity-based screening and the screening method based on sequence similarity were used. A total of 36 novel genes or enzymes from different classes were found.Also, a new type of cellulase being extremely stable and halotolerant was subjected to a detailed biochemical characterisation.
Keywords: Metagenomic; soil community; screening; cellulase; halotolerant; ph profile
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Die Durchmusterung von Umweltgenbanken hat sich in den letzten Jahren als effektive Technik erwiesen, auf den stetig wachsenden Bedarf der Industrie an neuen Biokatalysatoren zu reagieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Umwelt-Genbank eines Boden-Konsortiums durch die Kombination unterschiedlicher metagenomischer Methoden analysiert und darüber hinaus der Nutzen von Anreicherungen zur Erhöhung der Anzahl positiver Klone untersucht.Um diese Ziele zu erreichen wurden folgende Strategien verfolgt:Zum anderen wurde die vorhandene Cosmid-Genbank nach biotechnologisch interessanten Enzymen unter Verwendung unterschiedlicher Durchmusterungsmethoden durchsucht. Um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen biotechnologisch interessante Enzyme zu finden wurde sowohl das klassische, aktivitätsbasierende, als auch die auf Sequenzähnlichkeiten basierende Durchmusterung genutzt. Insgesamt wurden 36 biotechnologisch interessante Gene bzw. deren Produkte aus unterschiedlichen Enzymklassen gefunden.Eine neuartige, äußerst stabile und halotolerante Cellulase wurde zudem einer genauen biochemischen Charakterisierung unterzogen.
Schlagwörter: Metagenomik; Konsortium; Genbanken; Screening; Cellulase; halotolerant
