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Titelaufnahme

Titel
Production and surface display of heterologous proteins in Lactobacillus plantarum towards the production of health-promoting oligosaccharides / Hoang-Minh Nguyen
Weitere Titel
Produktion und Obeflächendisplay von heterologen Proteinen in Lactobacillus plantarum zum Zwecke der Herstellung gesundheistförderlicher Oligosaccharide
VerfasserNguyen, Hoang-Minh
Begutachter / BegutachterinSauer, Michael ; Spadiut, Oliver
GutachterHaltrich, Dietmar ; Nguyen, Thu-Ha
ErschienenVienna, November 2016
Umfang168 Seiten
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Dissertation, 2016
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Enzym / Zell-Oberflächendisplay / Anker / Lactobacillus plantarum / Mannanase / Chitosanase / beta-Galactosidase / Lipoprotein Anker / Zellwand Anker
Schlagwörter (EN)Enzyme / cell-surface display / anchors / Lactobacillus plantarum / mannanase / chitosanase / beta-galactosidase / lipoprotein anchor / cell wall anchor
Schlagwörter (GND)Lactobacillus plantarum / Biokatalysator / Mannosidase <beta-> / Chitosanase / Galactosidase <beta->
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-17638 Persistent Identifier (URN)
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Production and surface display of heterologous proteins in Lactobacillus plantarum towards the production of health-promoting oligosaccharides [16.61 mb]
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Zusammenfassung (Englisch)

The main objective of the thesis is to develop L. plantarum as a whole-cell biocatalyst towards the production of prebiotic oligosaccharides. We investigated functionality of anchor motifs (lipoprotein Lp_1261 and cell wall anchor cwa2) for the display of heterologous proteins (beta-mannanase and chitosanase) on the Lactobacillus cell surface. Due to the limitations of the inducible expression system in the food-related applications, the constitutive promoters (Pgm and SlpA from L. acidophilus NCFM and L. acidophilus ATCC4356, respectively) were investigated for constitutive expression and display of [beta]-mannanase on the Lactobacillus cell surface. Our study indicated that the promoter slpA is well-suitable for constitutive production and surface display of heterologous proteins in L. plantarum, providing an alternative for the strong inducible promoter-based anchoring vectors. In the second part of this thesis, the production of beta-galactosidases, known as important enzymes in dairy industry, was studied for the formation of galacto-oligosaccharides (GOS). [beta]-galactosidase from L. reuteri was successfully overexpressed in Lactobacillus hosts using the pSip expression vectors. To further explore the potential of the pSip system, the effects of various cultivation and induction conditions on gene expression were investigated. [beta]-Galactosidase from Streptococcus thermophilus overexpressed in L. plantarum WCFS1 was also examined for the valorization of whey, a significant waste from the dairy industry, for the production of galacto-oligosaccharides (GOS).

Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorrangige Aufgabenstellung dieser Arbeit war es, L. plantarum als ganzzellige Biokatalysatoren für die Produktion von potentiell präbiotischen Oligosacchariden einzusetzen. Wir untersuchten die Funktionalität der Ankermotive (Lipoprotein Lp_1261 und Zellwandanker cwa2) für die Präsentation der heterologen Proteine ([beta]-Mannanase und Chitosanase) auf der Lactobacillus Zelloberfläche. Aufgrund der Limitierungen von induzierbaren Expressionssystemen in lebensmitteltechnologischen Anwendungen wurden Promotoren für konstitutive Expression (Pgm von L. acidophilus NCFM und SlpA von L. acidophilus ATCC4356) und Präsentation von [beta]-Mannanase auf Lactobacillus Zelloberflächen untersucht. Diese Studie zeigte, dass der Promotor SlpA für die konstitutive Produktion von auf der Oberfläche präsentierten heterologen Proteinen in L. plantarum, bezüglich Oberflächenlokalisation und Enzymaktivität gut geeignet ist. Damit stellt er eine Alternative für Ankervektoren basierend auf induzierbaren starken Promotoren dar. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Produktion von [beta]-Galactosidasen, wichtigen Enzyme der Molkereiindustrie, für die Bildung von Galactooligosacchariden (GOS) studiert. [beta]-Galactosidasen von L. reuteri wurden in Lactobacillus unter Verwendung des pSIP-Expressionvektors erfolgreich überexprimiert. Um das Potential des pSIP Systems im Allgemeinen und der Verwendung von Lactobacillen zur Produktion von lebensmitteltauglicher [beta]-Galactosidase im Besonderen weitergehend zu prüfen, wurden die Auswirkungen von Kultivierungs- und Induktionsbedingungen auf die Genexpression untersucht. Die Überexpression von rekombinanter L. reuteri [beta]-Galactosidase im lebensmitteltauglichem L. plantarum WCFS1 wurde optimiert. In L. plantarum WCFS1 überexprimierte Streptococcus thermophilus [beta]-Galactosidase wurde auch für die wertsteigernde Aufbereitung von Molke, welche ein bedeutendes Abfallprodukt der Molkereiindustrie ist, zu Galactooligosacchariden (GOS) untersucht.