Optimierung der Produktion und Aufarbeitung von Glucose-6-phosphat Dehydrogenase und Hexokinase aus Bäckerhefe (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Das Ziel dieser Diplomarbeit war es, ein Verfahren zur Herstellung der Enzyme Glucose-6-phosphat Dehydrogenase (G6P-DH) und Hexokinase (HK) aus Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) für die Anwendung zur Glucoseanalytik innerhalb eines Studentenpraktikums zu optimieren.
G6P-DH und HK werden z.B. zur quantitativen Glucosekonzentrationsbestimmung in Kulturbrühen oder zur Ermittlung des Blutzuckergehaltes und des Zuckergehaltes in Lebensmitteln eingesetzt.
In dem Studentenpraktikum sollen G6P-DH und HK von den Studierenden selbständig aus Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) gewonnen werden, um damit den Einkauf dieser Enzyme einzusparen. Die isolierte G6P-DH und HK soll dann zur Glukosekonzentrationsbestimmung in der im folgenden Praktikum benutzten Kulturbrühe eingesetzt werden. Die Messung der Glucosekonzentration einer Zellkultur ist notwendig, um den Substratverbrauch und damit den Substratausbeutekoeffizienten zu ermitteln.
Weiterhin soll den Studierenden ein Vefahren zur Herstellung und Aufarbeitung von Enzymen im Rahmen ihrer Ausbildung vermittelt werden.
Für das Praktikum werden Geräte verwendet, die der Fachhochschule Jena bereits zur Verfügung standen.
Zu beachten war, dass bei der Optimierung Aufwand und Kosten der Versuche in einem vernünftigen Verhältnis zu dem Nutzen in Beziehung standen. Um das Verfahren zu optimieren wurde es zunächst mit aus der Literatur oder empirisch gewonnenen Parametern durchgeführt. Dann wurde versucht den oder die ¿bottlenecks¿ zu beseitigen. Hierzu wurden nacheinander die Stellen, die den größten Verlust an Enzym verursachten, optimiert. Dabei durfte jedoch das ideale Kosten-Nutzen-Verhältnis nicht aus den Augen verloren werden.
Vor Beginn der eigentlichen Versuche wurden die Optimierungsrandbedingungen festgelegt. Dies waren zum einen die Anzahl der Versuche, die so niedrig wie möglich gehalten werden sollten, um ein geringes Kosten-Nutzen-Verhältnis zu erreichen. Zum anderen spielt die Dauer der Versuche im Rahmen des Praktikums eine Rolle. Für die einzelnen Versuche steht nur eine begrenzte Zeit zur Verfügung. Weiterhin ist es wichtig, dass die einzelnen Schritte und Verfahren von den Studierenden soweit wie möglich selbständig durchgeführt werden können, um einen höheren Lerneffekt zu gewährleisten. Kann der Student die Aufgabe nicht allein durchführen, muss das wissenschaftliche Hochschulpersonal dies tun.
Nachdem die Optimierungsrandbedingungen festgelegt wurden, [...]