Biotechnologie Lehrbuch der angewandten Mikrobiologie ; mit 135 Tabellen
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| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München u.a.
Oldenbourg
1989
|
| Ausgabe: | 3., neu bearb. Aufl. |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | 1 EINLEITUNG ................................................ 1 2
SCREENING AUF NEUE METABOLITE ...................................... 3
2.1 ALLGEMEINES ............................................. 3 2.2
PRIMAERE UND SEKUNDAERE METABOLITE ................................. 3
....................................... 2.3 STAEMME UND SCREENING 4
............................................. 2.4 TESTSYSTEME 5
.............................................. 2.5 LITERATUR 5
.............................. 3 STAMMENTWICKLUNG 3.1 ALLGEMEINES
............................................. 7
.............................................. 3.2 MUTATION 7
................................. SPONTANE UND INDUZIERTE MUTATION 8
...................................... REPARATURMECHANISMEN 8
WIRKUNGSMECHANISMEN VERSCHIEDENER MUTAGENE .......................... 12
COMUTATION UND SEQUENTIELLE MUTAGENESE .............................. 16
........................................ GEZIELTE MUTAGENESE 16
PHAENOTYPISCHE AUSPRAEGUNG VON MUTATIONEN ............................ 18
.................................... OPTIMIERUNG DER MUTAGENESE 20 3.3
SELEKTION VON MUTANTEN ........................ ZUFALLSAUSLESE (RANDOM
SCREENING) ................... SELEKTIVE ISOLIERUNG VON MUTANTEN
................... ........................................... 3.4
REKOMBINATION 25 ............................ SEXUELLER UND
PARASEXUELLER CYCLUS BEI PILZEN 25 ....................................
REKOMBINATION BEI BAKTERIEN 26 .................................
REKOMBINATION BEI ACTINOMYCETEN 27
........................................ PROTOPLASTENTECHNIK 28
.................................. NEUE REKOMBINATIONSTECHNIKEN 30
............................................. 3.5 REGULATION 30
................................... REGULATION DER ENZYMAKTIVITAET 31
................................... REGULATION DER ENZYMSYNTHESE 31 VIII
INHALTSVERZEICHNIS .............................. UEBERPRODUKTION VON
PRIMAERMETABOLITEN 32 ..................... REGULATION UND UEBERPRODUKTION
VON SEKUNDAERMETABOLITEN 32 ...........................................
3.6 GENTECHNOLOGIE 36 METHODEN DER GENTECHNOLOGIE
................................... 36 KLONIERUNGS- UND
EXPRESSIONSSYSTEME BEI VERSCHIEDENEN MIKROORGANISMEN ............
43 ..................................... RISIKEN DER GENTECHNOLOGIE 46
3.7 ANWENDUNG GENETISCHER METHODEN ................................. 47
......................................... STAMMOPTIMIE RU NG 47
............................ QUALITATIVE AENDERUNG IM SUBSTANZSPEKTRUM 47
........................... HERSTELLUNG MODIFIZIERTER SEKUNDAERMETABOLITE
48 RDNA-PRODUKTE UND SPEZ . ANWENDUNGSBEREICHE DER GENTECHNOLOGIE
............... 49 .............................................. 3.8
LITERATUR 52 4 SUBSTRATE FUER DIE INDUSTRIELLE FERMENTATION
............................... 56 4.1 ALS C-QUELLEN EINGESETZTE
SUBSTRATE ................................ 56 4.2 ALS N-QUELLEN
EINGESETZTE SUBSTRATE ................................ 58
.............................................. 4.3 LITERATUR 59 5
FERMENTATIONSTECHNIK .......................................... 60 5.1
EINLEITUNG ............................................. 60 5.2
WACHSTUMSKINETIK VON MIKROORGANISMEN ............................. 60
BATCH-FERMENTATION ........................................ 60
FEEDING-FERMENTATIONEN (FED-BATCH-VERFAHREN) .........................
62 KONTINUIERLICHE FERMENTATION ................................... 63
KLASSIFIZIERUNG VON FERMENTATIONSPROZESSEN ...........................
65 PRODUKTIVITAET UND SPEZ . PRODUKTIONSRATE
.............................. 66 ERTRAGSKOEFFIZIENTEN
........................................ 68 WAERMEBILDUNG
.......................................... 68 5.3 FERMENTERSYSTEME
......................................... 69 GERUEHRTE BIOREAKTOREN 71
...................................... REAKTOREN FUER IMMOBILISIERTE
ENZYME /Z ELLEN ........................... 73 5.4 RUEHREN UND MISCHEN
....................................... 75 REYNOLD SCHE ZAHL
......................................... 76 LEISTUNGSZAHL
........................................... 76 IX LNHALTSVERZEICHNIS
EINFLUSS DER VISKOSITAET ....................................... 78
LEISTUNGSAUFNAHME BEGASTER BIOREAKTOREN 79 ............................
.......................................... 5.5 MA~SENTRANSFE~ 80
................................. HENRY SCHES GESETZ . . . . 80
........................................ SAUERSTOFFTRANSPORT 81
....................................... SAUERSTOFF ALS SUBSTRAT 83
................................. KRITISCHE SAUERSTOFFIONZENTRATION X4
............................. BESTIMMUNG DER SAUERSTOFFAUFNAHMERATE 85
.............................................. 5.6 SCALEUP 88
...................................... BEDEUTUNG DES SCALE UP 88
....................... SCALE UP MIT KONSTANTEM ENERGIEEINTRAG PRO
VOLUMEN 89 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SCALE UP MIT
KONSTANTER SAUERSTOFFTRANSFERRATE ( T ) 90
............................. 5.7 STERILISATION VON GASEN UND
NAEHRLOESUNGEN 90 ................................... STERILISATION DER
NAEHRLOESUNGEN 92 ................................ STERILISATION VON
FERMENTATIONSLUFT 96 ...................................... 5.8
FERMENTATIONSVERFAHREN 98 ......................................... 5.9
INSTRUMENTIERUNG 100 5.10 EINSATZ VON COMPUTERN
................................... . . 101 . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 5.11 FERMENTATION VON
RDNA-MIKROORGANISMEN 104 ..............................................
5.12 LITERATUR 10.1. .............................................. 6
AUFARBEITUNG 107 .............................................. 6.1
EINLEITUNG 107 ................................ 6.2 GRUNDOPERATIONEN DER
AUFARBEITUNG IIY7 ....................................... FLOCKUNG UND
FLOTATION 108 ....................................... FILTERSYSTEME . .
. . . 108 ...................................... . . . . .
ZENTRIFUGATION 111 .................................. AUFSCHLUSS VON
MIKROORGANISMEN 11.3 ..........................................
CHROMATOGRAPHIE 11.3 .............................................
EXTRAKTION 116 .................................... KRISTALLISATION UND
FAELLUNGEN LLH ............................................. TROCKNUNG
1X6 ............................................. 6.3 AUSBEUTEN 116
.............................................. 6.4 LITERATUR 11%
INHALTSVERZEICHNIS 7 ORGANISCHE ROHSTOFFE DURCH GAERUNGEN
................................. 119 7.1 ALLGEMEINES
............................................. 119 7.2 ETHANOL
............................................... 119 BIOCHEMIE DER
ETHANOLPRODUKTION ................................. 119
HERSTELLUNGSPROZESS ......................................... 121 7.3
BUTANOL-ACETON ........................................... 123
BIOSYNTHESE ............................................. 123
PRODUKTIONSPROZESS ......................................... 123 7.4
GLYCERIN ............................................... 125 7.5
LITERATUR .............................................. 126 8
ORGANISCHE SAEUREN ............................................ 127 8.1
EINLEITUNG .............................................. 127 8.2
CITRONENSAEURE ............................................ 128
PRODUKTIONSSTAEMME ......................................... 128
BIOSYNTHESE ............................................. 128 AUSBEUTEN
............................................. 130 NAEHRLOESUNGEN
............................................ 130 PRODUKTIONSVERFAHREN
........................................ 131 8.3 GLUCONSAEURE.
GLUCONOLACTON UND GLUCOSEOXIDASE ......................... 135 8.4
ESSIGSAEURE .............................................. 136
BIOSYNTHESE ............................................. 136 HERSTEL L
UNG VON ESSIG ........................................ 137 8.5
MILCHSAEURE ............................................. 139 8.6
KOJISAEURE .............................................. 140 8.7
ITACONSAEURE ............................................. 140 8.8
LITERATUR .............................................. 141 9
AMINOSAEUREN .............................................. 142 9.1
EINLEITUNG .............................................. 142 9.2
ANWENDUNG ............................................. 142 9.4
PRODUKTIONSSTAEMME ......................................... 147
......................................... 9.5 PROZESS-KONTROLLE
............................................ 9.6 AUFARBEITUNG 149
................................. 9.7 HERSTELLUNG EINZELNER AMINOSAEUREN
149 .......................................... L-GLUTAMINSAEURE 149
............................................... L-LYSIN 155
............................................ L-TRYPTOPHAN 159
............................ 9.8 LITERATUR .......................... 10
NUCLEOSIDE. NUCLEOTIDE UND VERWANDTE VERBINDUNGEN 164
............................................. 10.1 EINLEITUNG 164
.............................................. 10.2 STRUKTUR 165
............................................ 10.3 BIOSYNTHESE 165
............................................ 10.4 REGULATION 165
............................................ 10.5 HERSTELLUNG 167
.......... HERSTELLUNG VON 5 -IMP UND 5 -GMP DURCH ENZYMATISCHE
HYDROLYSE VON RNA 168 ............ HERSTELLUNGVON5 -IMPUND5 -GMP DURCH
CHEMISCHEHYDROLYSEVON RNA 170 ...............................
FERMENTATIVE HERSTELLUNG VON 5 -IMP 170 ..............................
FERMENTATIVE HERSTELLUNG VON 5 -GMP 173 ........................
HERSTELLUNG VON ADENOSIN UND ADENINNUCLEOTIDEN 175 FERMENTATIVE
HERSTELLUNG WEITERER NUCLEINSAEUREN UND NUCLEINSAEURE-VERWANDTER
SUBSTANZEN ... 175 .............................................. 10.6
LITERATUR 176 ................................................. 11
ENZYME 177 ............................................ 11.1 EINLEITUNG
177 ............................................. 11.2 AMYLASEN 179
........................................... A-AMYLASEN 179
............................................ SS.ARNYLASEN 184
.......................................... GLUCOAMYLASEN 184
................................. 1,EI.GLYCOSI D.SPALTENDE ENZYME 185
......................................... STAERKEHYDROLYSE 186 XI1
INHALTSVERZEICHNIS 11.3 GLUCOSE-ISOMERASEN
....................................... 187 GLUCOSE-ISOMERASE AUS
BACILLUS .................................. 188 GLUCOSE-ISOMERASE AUS
STREPTOMYCES ............................... 189 IMMOBILISIERUNG VON
GLUCOSE-ISOMERASE ............................. 189 11.5 PROTEASEN
............................................. 191 ALKALISCHE PROTEASEN
....................................... 191 NEUTRALE PROTEASEN
........................................ 192 SAURE PROTEASEN
......................................... 193 11.6 RENNET-RENNIN
......................................... 193 11.7 PECTINASEN
............................................ 194
............................................... 11.8 LIPASEN 196 11.9
PENICILLINACYLASEN ......................................... 197
EINTEILUNG VON PENICILLINACYLASEN ................................. 197
PENICILLINACYLASE AUS E . COLI .................................... 197
CEPHALOSPORINACYLASEN ...................................... 198
.............................................. 11.10 LACTASE 198 11.11
STABILISIERUNGVON ENZYMEN ................................... 199
STABILISIERUNGVON LOESLICHEN ENZYMEN ............................... 199
STABILISIERUNG DURCH IMMOBILISIERUNG ............................... 201
INDUSTRIELLE ANWENDUNG IMMOBILISIERTER ENZYME UND ZELLEN
................... 203 ANALYTIK MIT HILFE VON IMMOBILISIERTEN ZELLEN
UND ENZYMEN ................... 204
............................................. 11.12 LITERATUR 205
................................................ 12 VITAMINE 207
............................................. 12.1 EINLEITUNG 207
VORKOMMEN UND WIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG ............................ 207
ST RU KTUR ............................................. 207
............................................ BIOSYNTHESE 210
HERSTELLUNGSVERFAHREN ....................................... 210
............................................. 12.3 RIBOFLAVIN 212
VORKOMMEN UND WIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG ............................ 212
STRUKTUR .............................................. 212
INHALTSVERZEICHNIS XI11 ............................................
BIOSYNTHESE 212 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . HERSTELLUNGSVERFAHREN 214 VORKOMMEN UND
WIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG ............................ 214 STRUKTUR
.............................................. 215 BIOSYNTHESE
............................................ 215 HERSTELLUNGSVERFAHREN
FUER SS-CAROTIN ................................ 216
.............................................. 12.5 LITERATUR 218 . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 13 ANTIBIOTICA 219
............................................ 13.1 EINLEITUNG 219
SYSTEMATISCHE VERBREITUNGVON ANTIBIOTICA-BILDUNG .......................
219 KLASSIFIZIERUNG DER ANTIBIOTICA ..................................
219 ANWENDUNGSBEREICHE FUER ANTIBIOTICA ...............................
220 WIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG DER ANTIBIOTICA . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 222 ZIEL DER ANTIBIOTICAFORSCHUNG . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
............................................ PENICILLINE 224
.......................................... CEPHALOSPORINE 230 NEUE
SS-LACTAM-RINGSYSTEME ................................... 233 13.3
AMINOSAEURE- UND PEPTIDANTIBIOTICA ................................ 234
D-CYCLOSERIN ........................................... 235
CHROMOPEPTID-ANTIBIOTICA .................................... 235
DEPSIPEPTID-ANTIBIOTICA ..................................... 235
LINEARE UND CYCLISCHE PEPTIDANTIBIOTICA ..............................
237 CHELATBILDENDE PEPTIDANTIBIOTICA .................................
240 13.4 KOHLENHYDRAT-ANTIBIOTICA ....................................
240 SACCHARIDE. GLYCOSIDE UND SONSTIGE ZUCKERDERIVATE
........................ 240 ORTHOSOMYCINE
.......................................... 241 AMINOGLYCOSID-ANTIBIOTICA
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
241 13.5 MACROCYCLISCHE LACTON-ANTIBIOTICA
................................ 246 MACROLID-ANTIBIOTICA . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
POLYEN MACROLID-ANTIBIOTICA ................................... 249
MACROTETROLIDE .......................................... 253 ATYPISCHE
MACROLIDE ....................................... 253 13.6 ANSAMYCINE
........................................... 253 XIV INHALTSVERZEICHNIS
.................................. 13.7 TETRACYCLINE UND ANTHRACYCLINE
254 ........................................... TETRACYCLINE 254
.......................................... ANTHRACYCLINE 259
...................................... 13.8 NUCLEOSID-ANTIBIOTICA 260
..................................... 13.9 AROMATISCHE ANTIBIOTICA 261
......................................... CHLORAMPHENICOL 261
........................................... GRISEOFULVIN 261
............................................ NOVOBIOCIN 262
............................ 13.10 WEITERE TECHNISCH HERGESTELLTE
ANTIBIOTICA 262 ........................................... FUSIDINSAEURE
263 ...................................... POLYETHER-ANTIBIOTICA 263
............................................ MITOMYCINE 263
............................................. 13.11 LITERATUR 264
.......................................... 14 MUTTERKORNALKALOIDE 267
................................... 14.1 VORKOMMEN UND BEDEUTUNG 267
................................. 14.2 1ENTWICKLUNGSCYCLUS VON CLAVICEPS
268 .............................................. 14.3 STRUKTUR 268
............................................ 14.4 BIOSYNTHESE 270
............................... 14.5 HERSTELLUNG DER MUTTERKORNALKALOIDE
272 14.6 REGULATION DER ALKALOIDPRODUKTION IN SAPROPHYTISCHER KULTUR
................... 275 ........................................ 14.7
STAMMENTWICKLUNG 276 .............................................. 14.8
LITERATUR 277 ...................................... 15 MIKROBIELLE
TRANSFORMATIONEN 278 15.1 EINLEITUNG
............................................. 278 15.2 REAKTIONSTYPEN
MIKROBIELLER TRANSFORMATIONEN .......................... 278 15.3
METHODIK DER BIOTRANSFORMATION ................................. 282
INHALTSVERZEICHNIS XV 15.4 ANWENDUNGSMOEGLICHKEITEN MIKROBIELLER
TRANSFORMATIONEN .................... 283 TRANSFORMATION VON STEROIDEN
UND STERINEN ............................ 285 TRANSFORMATION
NICHTSTEROIDER VERBINDUNGEN ........................... 291
TRANSFORMATION VON ANTIBIOTICA .................................. 292
TRANSFORMATION VON PESTIZIDEN .................................. 294
15.5 LITERATUR .............................................. 297 16
SINGLE CE11 PROTEIN (SCP) ........................................ 299
............................................. 16.1 EINLEITUNG 299
....................................... 16.2 ALKAN-FERMENTATION 300
................................ ABBAU VON LAENGERKETTIGEN ALKANEN 300
....................................... TECHNISCHE VERFAHREN 301
.................................. 16.3 METHAN-VERWERTENDE BAKTERIEN 301
...................................... 16.4 METHANOL-FERMENTATION 302
............................................ BIOSYNTHESE 303
................................ 16.5 HOLZ ALS AUSGANGSMATERIAL FUER SCP
306 ............................................ PHYSIOLOGIE 306
....................................... STAND DER ENTWICKLUNG 307
..................................... 16.6 SCP AUS KOHLENHYDRATEN 307
......................................... 16.7 SCP AUS ABFAELLEN 308
.............................................. 16.8 LITERATUR 308
............................. 17 NEUERE VERFAHREN IN DER
ABWASSERBEHANDLUNG 309 .............................................
17.1 EINLEITUNG 309 .................... 17.2 GEZIELTER EINSATZ VON
MIKROORGANISMEN (STARTER-KULTUREN) 310 ...................... 17.3
AEROBE ABWASSERREINIGUNG NACH DEM AIRLIFTVERFAHREN 311
......................... 17.4 SAUERSTOFFBEGASUNG VON
BELEBTSCHLAMMVERFAHREN 312 ........................................ 17.5
METHAN-PRODUKTION 313 ..............................................
17.6 LITERATUR 316 XVI INHALTSVERZEICHNIS 18 LEACHING
................................................. 317 18.2 ORGANISMEN
FUER DAS LEACHING ................................... 317 18.3 CHEMISMUS
DES LEACHING ..................................... 317
....................................... 18.4 TECHNISCHE VERFAHREN 318
18.5 LITERATUR .............................................. 319 19
EXTRACELLULAERE POLYSACCHARIDE ...................................... 320
20 WEITERE FERINENTATIONSVERFAHREN UND AUSBLICK
............................. 324 20.1 WEITERE FERMENTATIONSVERFAHREN
................................. 324 GIBBERELLINE
............................................ 324 ZEARALENON
............................................ 324 TRIGLYCERIDE UND
FETTSAEUREN .................................... 326 ENZYM-INHIBITOREN
........................................ 326 INSEKTIZIDE
............................................. 327 CYCLOSPONN A
........................................... 328 BIOCHIPS
.............................................. 328 AROMASTOFFE
............................................ 328 BIOFILTER
.............................................. 329 20.2 LITERATUR
.............................................. 329 NAMENSREGISTER
............................................... 331
................................................. SACHREGISTER 334
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