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Identifizierung von Chitinasen mit fungizider Wirkung

dc.contributor.advisorDaniel, Rolf PD Dr.de
dc.contributor.authorHoster, Frankde
dc.date.accessioned2012-04-16T14:53:06Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:36Zde
dc.date.issued2004-02-11de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AD9B-0de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-349
dc.description.abstractBei Chitin handelt es sich um ein lineares unlösliches Polymer aus β-1,4-N-Acetyl-D-Glukosamin-Einheiten. Diese hochpolymere Verbindung ist nach Cellulose das am häufigsten vorkommende Biopolymer der Erde und dient in unterschiedlichen Organismen wie den Crustaceae, Protozoen, Pilzen und den meisten Arthropoden als Gerüstsubstanz. Die auf natürliche Weise entstehenden großen Mengen an Chitin werden durch die in Flora, Fauna und unter den Mikroorganismen verbreiteten chitinspaltenden Enzyme abgebaut. Chitinasen sind in 3 Familien der Glykosyl-Hydrolasen eingeordnet (18, 19 und 20). Viele Chitinasen, darunter auch bakterielle, können an chitinhaltige Pilzmycelien binden und anschließend Chitin abbauen; eine damit verbundene wachstumshemmende Wirkung auf den Pilz ist die Folge. Daher erscheinen bakterielle Chitinasen für den Einsatz als Fungizid geeignet. Der Einsatz von Chitinasen als Fungizid erscheint entgegen der Verwendung vieler synthetischer Fungizide unbedenklich, da diese biologische Agentien darstellen, die vollständig abbaubar sind und nur Chitin enthaltende Organismen angreifen. Identifizierte Chitinasen mit fungizider Wirkung könnten im Nutzpflanzenbau zur Bekämpfung phytopathogener Pilze eingesetzt werden.Ziel der Arbeit war es, bakterielle Chitinasen mit fungizider Wirkung zu identifizieren. Dafür wurden zwei Strategien verwendet: 1.) Es wurden auf dem klassischen Wege Chitinase-produzierende Mikroorganismen angereichert, isoliert und Genbänke in Escherichia coli erstellt. Diese wurden mit Hilfe der Koloniehybridisierung auf das Vorhandensein von Chitinasegenen durchsucht 2.) Chitinasegene wurden direkt aus Anreicherungskulturen mittels PCR amplifiziert.Um chitinolytische Bakterien zu isolieren, wurden Boden- und Meeres-Proben von unterschiedlichen Standorten verwendet und in Mineralmedium mit Chitin als einziger Kohlenstoffquelle inkubiert. Fünf der dreizehn isolierten Bakterienstämme zeigten antifungale Eigenschaften und konnten nach 16S rRNA-Analyse in die Gattungen Bacillus und Streptomyces eingeordnet werden.Fünf Chitinasegene wurden kloniert. Davon konnten zwei Gene über E. coli expremiert und die Genprodukte gereinigt werden. Diese Enzyme wurden charakterisiert und zeigten fungizide Eigenschaften gegen phytopathogene Pilze.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleIdentifizierung von Chitinasen mit fungizider Wirkungde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedIdentification of chitinases with antifungal propertiesde
dc.contributor.refereeGottschalk, Gerhard Prof. Dr.de
dc.date.examination2003-11-04de
dc.description.abstractengChitin is an linear unsoluble polymer consisting out of β-1,4-N-acetyl-D-glucosamin-units. This Polymer is the second most abundant polymer in nature and is a structural component of crustaceae, fungi, protozoa and insects. The polymer is degraded enzymatically by the sequential action of the three hydrolytic enzyme families of chitinases and chitobiases (families 18, 19 and 20 of the glycosyl hydrolases). Chitinases are present in a wide range of organisms including bacteria, plants and animals. Chitinases are common in bacteria for utilization of chitin as carbon source but some bacterial chitinases also exhibit antifungal activity. Recently these enzymes have been receiving renewed attention because of their possible application as a biological control agent of chitin containing organisms as pathogenic fungi. The hydrolysis of chitin results in a retardation of fungal growth. Bacterial chitinases could be used as agent for crop protection. In comparison to many synthetic fungicides possessing risks to the environment the use of chitinases appears to be without hesitation.The aim was to identify bacterial chitinases exhibiting antifungal properties. Different strategies were employed: i) the isolation of bacterial strains and construction of libraries and screening of recombinant Escherichia coli by hybridisation and ii) the amplification of genes by PCR directly out of enrichment cultures.In order to enrich chitin-degrading organisms, soil and sediment samples from various regions were used as starting materials in mineral media containing chitin as sole carbon source. Five of the thirteen isolated bacterial strains showing antifungal properties were identified by 16S rRNA gene analyses as new members within the genus Streptomyces and Bacillus.Five genes encoding chitinases were cloned. Two chitinase genes were expressed in E. coli and the gene-products were purified. The enzymes were investigated and characterized. They revealed antifungal properties to be used against different pathogenic fungal test strains.de
dc.contributor.coRefereeWolf, Gerhard Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeZeeck, Axel Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerChitinasende
dc.subject.gerantifungale Aktivitätde
dc.subject.gerrekombinante Expressionde
dc.subject.ger570 Biowissenschaftende
dc.subject.gerBiologiede
dc.subject.engChitinasesde
dc.subject.engantifungal activityde
dc.subject.engrecombinant expressionde
dc.subject.bk42.3de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-242-9de
dc.identifier.purlwebdoc-242de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWUV 000: Angewandte Mikrobiologiede
dc.identifier.ppn39011362Xde


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