Design und Einsatz von Enzymen zur Bekämpfung von Biofilmen

Abstract

Proteinase K und Micrococcal Nuklease R wurden rekombinant produziert und genetisch modifiziert, um eine gerichtete Immobilisierung zu ermöglichen. Als Produktionsorganismus für die Micrococcal nuklease R wurde Escherichia coli BL21Gold (DE3) und für die Proteinase K Pichia pastoris X33 verwendet. Die Enzyme wurden enzymatisch aktiv auf poröse und planare Oberflächen wahlweise mit genetisch inseriertem Multi-Histidin-Tag oder über Cysteine immobilisiert. Im Fall der Nuklease konnten enzymatisch aktive Cysteinsubstitutions Mutanten erzeugt werden. Anschließend wurden bioaktive Polypropylenoberflächen auf die Biofilmformation mit Pseudomonas fluorescens untersucht. Bei mit Proteinase K beschichteten Polypropylenfolien konnte ein verminderter bakterieller Bedeckungsgrad von bis zu 25 % abhängig von der Oberflächenbehandlung nachgewiesen werden. Auf Micrococcal Nuklease R-modifizierten Folien stieg im Gegensatz der bakterielle Bedeckungsgrad signifikant an.

Proteinase K and micrococcal nuclease R was recombinant produced and genetically modified, to enable site-directed immobilization. The production organism used for micrococcal nuclease R was Escherichia coli BL21Gold (DE3) and for Proteinase K Pichia pastoris X33. All enzymes have been active immobilized on porous and planar surfaces either with genetically introduced multi-histidin-tag or cycteine insertions. In case of nuclease enzymatic active cysteine-substitution mutants was produced. Finally bioactive coated polypropylene surfaces were investigated in biofilm formation by Pseudomonas fluorescens cells. Up to 25 % pseudomonas coverage reduction was observed when Proteinase K was immobilized on polypropylene films dependent on surface treatment. For films coated with micrococcal nuclease R the bacterial coverage has increased significantly.