Gast ::
000050104 001__ 50104 000050104 005__ 20220422215459.0 000050104 0247_ $$2Laufende Nummer$$a28618 000050104 0247_ $$2URN$$aurn:nbn:de:hbz:82-opus-23851 000050104 0247_ $$2HBZ$$aHT015575377 000050104 0247_ $$2OPUS$$a2385 000050104 037__ $$aRWTH-CONV-112662 000050104 041__ $$aGerman 000050104 082__ $$a570 000050104 1001_ $$0P:(DE-82)005086$$aSchroer, Kirsten$$b0$$eAuthor 000050104 245__ $$aGanzzellbiotransformationen mit rekombinanten Escherichia coli zur Synthese chiraler Alkohole$$cvorgelegt von Kirsten Schroer$$honline, print 000050104 246_3 $$aWhole cell biotransformation processes with recombinant Escherichia coli for the synthesis of chiral alcohols$$yEnglish 000050104 260__ $$aAachen$$bPublikationsserver der RWTH Aachen University$$c2008 000050104 300__ $$aXVI, 115 S. : Ill., graph. Darst. 000050104 3367_ $$0PUB:(DE-HGF)11$$2PUB:(DE-HGF)$$aDissertation / PhD Thesis$$bphd$$mphd 000050104 3367_ $$02$$2EndNote$$aThesis 000050104 3367_ $$2DRIVER$$adoctoralThesis 000050104 3367_ $$2BibTeX$$aPHDTHESIS 000050104 3367_ $$2DataCite$$aOutput Types/Dissertation 000050104 3367_ $$2ORCID$$aDISSERTATION 000050104 500__ $$aZusammenfassung in engl. Sprache 000050104 502__ $$aAachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008$$gFak01$$o2008-05-26 000050104 5203_ $$aGanzzellbiotransformations-Prozesse sind für die Synthese chiraler Substanzen von besonderem Interesse, da Mikroorganismen im Vergleich zu chemischen Katalysatoren und auch zu isolierten Enzymen einige Vorteile aufweisen. Aufgrund der intrazellulär vorhandenen Cofaktoren können Ganzzellbiotransformations-Prozesse ohne die Zugabe externer Cofaktoren auskommen. In dieser Arbeit wurden rekombinante Escherichia coli-Zellen als Katalysatoren für die Reduktion von Ketonen verwendet. Durch die Expression geeigneter Alkohol-Dehydrogenasen (ADH) können beide Enantiomere eines chiralen Alkohols synthetisiert werden. Die Synthesen von enantiomerenreinem (R)-3-Hydroxybutyrat und (S)-3-Hydroxybutyrat wurden in kontinuierlichen Biotransformationsprozessen mit Membran-Rückhaltung der Biokatalysatoren durchgeführt. Rekombinante E. coli-Zellen, die eine ADH aus Lactobacillus brevis exprimieren, zeigten eine besonders hohe Stabilität während des Biotransformations-Prozesses, sogar bei Verwendung extrem hoher Substrat- und Cosubstrat-Konzentrationen. Im Gegensatz dazu wurden Ganzell-Biokatalysatoren in Prozessen mit enzymgekoppelter Cofaktor-Regenerierung weitaus stärker geschädigt. Für den substratgekoppelten Ansatz zur Cofaktor-Regenerierung wurden Methoden der in situ-Acetonabtrennung untersucht. Es wurden Stripping, Pervaporation und die Extraktion mit einer ionischen Flüssigkeit als Strategien der in situ-Acetonabtrennung angewandt. In allen Fällen wurde durch die Überwindung der thermodynamischen und kinetischen Limitierung ein höherer Umsatz erzielt. Die Pervaporation stellte sich dabei als die für die Ganzzell-Biokatalysatoren schonendste Methode heraus mit nur geringfügiger Schädigung der Biokatalysatoren. Die Acetonabtrennung mittels Pervaporation wurde daraufhin auch in kontinuierlich betriebenen Biotransformationsprozessen verwendet. Für das Verständnis von Ganzzell-Biokatalysatoren ist es wünschenswert, die intrazellulären Cofaktor-Konzentrationen während eines Biotransformations-Prozesses verfolgen zu können. Eine neuartige Methode zur Bestimmung verschiedener intrazellulärer Metabolite wurde auf Biotransformations-Prozesse mit rekombinanten E. coli übertragen und angewandt. Es wurden die intrazellulären Konzentrationen der Cofaktoren während der Reduktion von Methylacetoacetat und 2,5-Hexandion mit substratgekoppelter Cofaktor-Regenerierung durch Oxidation von 2-Propanol bestimmt.$$lger 000050104 520__ $$aWhole cell biotransformation processes are of special interest for the synthesis of chiral compounds since microorganisms offer some advantages in comparison to chemical catalysts or even isolated enzymes. Due to their internal production of cofactors biotransformation processes using whole cell catalysts can be operated without addition of external cofactors. In this study recombinant Escherichia coli cells were applied as biocatalysts for the reduction of ketones. By the expression of suitable alcohol dehydrogenases (adh) both enantiomeres of chiral alcohols can be produced. The syntheses of enantiopure (R)-3-hydroxybutyrate and (S)-3-hydroxybutyrate were carried out in continuously operated biotransformation processes with membrane retention of the whole cell biocatalysts. Recombinant E. coli expressing adh from Lactobacillus brevis turned out to be stable during biotransformation processes with substrate-coupled cofactor regeneration even when exceedingly high concentration of substrate and cosubstrate were applied. In contrast to that processes with enzyme-coupled cofactor regeneration affects the biocatalyst stability more intensely. For the substrate-coupled approach further investigations deal with the application of in situ acetone removal techniques in whole cell transformation processes. Stripping, pervaporation and extraction with an ionic liquid were applied as strategies for in situ acetone removal. In all cases higher conversion was achieved by overcoming thermodynamic and kinetic limitations. The pervaporation procedure turned out to be the most gentle method of acetone removal which only causes negligible damage to the whole cell biocatalysts. It was also applied for continuously operated biotransformation processes. For the knowledge of whole cell biocatalysts it is desirable to quantify intracellular concentrations of cofactors during a biotransformation process. A new method for quantification of several intracellular metabolites was developed and now transferred to biotransformation processes with recombinant E. coli. The concentrations of intracellular cofactor concentrations were determined during the reduction of methyl acetoacetate and 2,5-hexanedione with substrate-coupled cofactor regeneration by oxidation of 2-propanol.$$leng 000050104 591__ $$aGermany 000050104 650_7 $$2SWD$$aBiotransformation 000050104 650_7 $$2SWD$$aChirale Verbindungen 000050104 650_7 $$2SWD$$aEscherichia coli 000050104 650_7 $$2SWD$$aMembran 000050104 650_7 $$2SWD$$aCofaktor 000050104 653_7 $$aBiowissenschaften, Biologie 000050104 653_7 $$2ger$$aGanzzell-Biotransformation 000050104 653_7 $$2ger$$aCofaktor-Regenerierung 000050104 653_7 $$2ger$$aMembranrückhaltung 000050104 653_7 $$2ger$$aAcetonabtrennung 000050104 653_7 $$2ger$$aMetabolom-Analyse 000050104 653_7 $$2eng$$awhole cell biotransformation 000050104 653_7 $$2eng$$acofactor regeneration 000050104 653_7 $$2eng$$amembrane retention 000050104 653_7 $$2eng$$aacetone removal 000050104 653_7 $$2eng$$ametabolome analysis 000050104 7001_ $$0P:(DE-82)005087$$aWandrey, Christian$$b1$$eThesis advisor 000050104 8564_ $$uhttps://publications.rwth-aachen.de/record/50104/files/Schroer_Kirsten.pdf 000050104 909CO $$ooai:publications.rwth-aachen.de:50104$$pVDB$$pdriver$$purn$$popen_access$$popenaire$$pdnbdelivery 000050104 915__ $$0StatID:(DE-HGF)0510$$2StatID$$aOpenAccess 000050104 9201_ $$0I:(DE-82)162610_20140620$$k162610$$lLehrstuhl für Biotechnologie$$x0 000050104 9201_ $$0I:(DE-82)160000_20140620$$k160000$$lFachgruppe Biologie$$x1 000050104 961__ $$c2014-05-23$$x2008-06-25$$z2012-02-20 000050104 970__ $$aHT015575377 000050104 980__ $$aphd 000050104 980__ $$aI:(DE-82)162610_20140620 000050104 980__ $$aI:(DE-82)160000_20140620 000050104 980__ $$aVDB 000050104 980__ $$aUNRESTRICTED 000050104 980__ $$aConvertedRecord 000050104 9801_ $$aFullTexts