Untersuchung der Aktivit\u00e4t des Kunststoff-zersetzenden Enzyms TfCut2 mittels NMR-Spektroskopie<\/p>\n
Kunststoffe sind in unserer Gesellschaft allgegenw\u00c3\u00a4rtig und finden aufgrund ihrer vielf\u00c3\u00a4ltigen Eigenschaften in nahezu jedem Bereich des Alltags Anwendung. Das spiegelt sich auch in der j\u00c3\u00a4hrlich steigenden Produktionsmenge an Plastik wider, die 2018 bereits bei 359 Millionen Tonnen weltweit lag. Dabei wird der Gro\u00c3\u0178teil an Plastikprodukten aus fossilen Rohstoffen hergestellt und zudem innerhalb kurzer Zeit wieder entsorgt, was ein enormes Problem f\u00c3\u00bcr die Umwelt darstellt. Eine L\u00c3\u00b6sung hierf\u00c3\u00bcr bietet das stoffliche Recycling von Plastik, wobei knappe Ressourcen geschont und Plastikabf\u00c3\u00a4lle minimiert werden k\u00c3\u00b6nnen.<\/p>\n
Ein weit verbreiteter Kunststoff ist Polyethylenterephthalat (PET), das unter anderem f\u00c3\u00bcr die Herstellung von Plastik-Getr\u00c3\u00a4nkeflaschen verwendet wird. Das Recycling von PET findet heute aufgrund mangelnder Alternativen mechanisch oder chemisch statt. Allerdings entspricht das mechanische Recycling meist keinem geschlossenen Kreislaufsystem, da lediglich ein zus\u00c3\u00a4tzlicher Nutzungszyklus zugef\u00c3\u00bcgt wird. F\u00c3\u00bcr das chemische Recycling werden hohe Temperaturen und Dr\u00c3\u00bccke sowie giftige Chemikalien ben\u00c3\u00b6tigt, was den Prozess kosten- und energieintensiv macht. Eine umweltfreundliche Alternative ist daher der biokatalytische Abbau von PET, der bei milden Bedingungen m\u00c3\u00b6glich ist. Ein Problem ist hierbei die begrenzte Leistung der bisher bekannten Enzyme. Um mithilfe von rationalem Proteindesign leistungsfa\u00cc\u02c6higere Enzyme f\u00c3\u00bcr einen wirtschaftlichen Einsatz im Recycling entwickeln zu k\u00c3\u00b6nnen, ist daher weitere Forschung zu Struktur- und Funktionsbeziehungen dieser Enzyme notwendig.<\/p>\n
Deshalb m\u00c3\u00b6chte ich im Rahmen meiner Promotion das PET-abbauende Enzym TfCut2 aus dem Bakterium Thermobifida fusca <\/em>KW3 in Hinsicht auf Struktur und Wechselwirkungen mit dem Substrat PET mittels Kernspinresonanzspektroskopie (NMR-Spektroskopie) untersuchen. Ziel ist es, die Struktur von TfCut2 mittels Fl\u00c3\u00bcssig-NMR-Spektroskopie aufzukla\u00cc\u02c6ren. F\u00c3\u00bcr diese Experimente werden zuvor vollst\u00c3\u00a4ndig 13C-, 15N- und 13C\/15N-isotopenmarkierte Proben des Enzyms hergestellt. Zudem sollen die Rolle der im aktiven Zentrum des Enzyms befindlichen katalytischen Triade, bestehend aus drei spezifischen Aminosa\u00cc\u02c6uren, bei der Substratbindung gekla\u00cc\u02c6rt, sowie Oberfla\u00cc\u02c6chen-Wechselwirkungen zwischen der Triade und dem Substrat PET mithilfe von Festk\u00c3\u00b6rper-NMR untersucht werden. Insgesamt soll somit der funktionelle Mechanismus des PET-Abbaus durch TfCut2 aufgekl\u00c3\u00a4rt werden. Aus den \u00c3\u00bcber die Festk\u00c3\u00b6rper-NMR-Messungen erhaltenen Wechselwirkungen kann schlussendlich ein Modell f\u00c3\u00bcr die PET-Enzym-Bindung erstellt werden.<\/p>\n Mit dem Verst\u00c3\u00a4ndnis des exakten funktionellen Mechanismus des PET-Abbaus durch TfCut2 m\u00c3\u00b6chte ich die Optimierung von Enzymen f\u00c3\u00bcr einen hocheffizienten biokatalytischen Abbau von Plastik erm\u00c3\u00b6glichen und somit zur Etablierung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft mit einer hohen stofflichen Recyclingquote beitragen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Untersuchung der Aktivit\u00e4t des Kunststoff-zersetzenden Enzyms TfCut2 mittels NMR-Spektroskopie Kunststoffe sind in unserer Gesellschaft allgegenw\u00c3\u00a4rtig und finden aufgrund ihrer vielf\u00c3\u00a4ltigen Eigenschaften in nahezu jedem Bereich des Alltags Anwendung. Das spiegelt sich auch in der j\u00c3\u00a4hrlich steigenden Produktionsmenge an Plastik wider, die 2018 bereits bei 359 Millionen Tonnen weltweit lag. Dabei wird der Gro\u00c3\u0178teil an Plastikprodukten […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52351","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20018\/565","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Falkenstein","dbu_stipendiaten_vorname":"Patricia","dbu_stipendiaten_titel":"Dr.","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2019-02-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2022-04-30 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Universit\u00c3\u00a4t Leipzig Fakult\u00c3\u00a4t f\u00c3\u00bcr Analytische Chemie Institut f\u00c3\u00bcr Analytische Chemie","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. J\u00c3\u00b6rg Matysik","dbu_stipendiaten_email_dienst":"patricia.falkenstein@web.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52351","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52351\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58363,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52351\/revisions\/58363"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52351"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52351"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52351"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}