@phdthesis{Jankowska2014,
  author    = {Dagmara Jankowska},
  title     = {Development of an enzyme-based method for production of food with low purine content},
  journal    = {Entwicklung eines enzymatischen Verfahrens zur Herstellung purinarmer Lebensmittel},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-001809-1},
  year      = {2014},
  abstract  = {Gicht wurde von Hippokrates im 5. Jahrhundert v. Chr. als eine Krankheit der reichen Leute in Verbindung mit {\"u}berm{\"a}{\"s}igem Alkohol- und Lebensmittelgenuss beschrieben. Sie wird durch lang anhaltende Hyperurik{\"a}mie verursacht, die eine Folge eines Ungleichgewichts zwischen Ausscheidung und Produktion von Harns{\"a}ure ist. Der {\"U}berschuss von Harns{\"a}ure f{\"u}hrt zur Ablagerung von Mononatriumuratkristallen in den Gelenken, die eine schmerzhafte Entz{\"u}ndung, genannt Gichtanfall, ausl{\"o}sen. Trotz verschiedener pharmakologischer Behandlungen f{\"u}r diese Erkrankung bleibt eine purinarme Ern{\"a}hrung die Grundlage aller Gicht-Therapien. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung eines Enzymmixes, mit dem sich der Puringehalt in Lebensmitteln reduzieren lie{\"s}e, was bei deren Verzehr zu verringerten Serumharns{\"a}ure-Konzentrationen f{\"u}hren sollte. Der Mix umfasst f{\"u}nf Enzyme (Adenin-Deaminase, Guanin-Deaminase, Xanthin-Oxidoreduktase, Uratoxidase und Purin-Nukleosid-Phosphorylase), welche kombiniert Purine in das gut l{\"o}sliche Allantoin hydrolysieren k{\"o}nnen, das im Gegensatz zur Harns{\"a}ure vom K{\"o}rper leichter ausgeschieden werden kann. Damit lassen sich bei Hyperurik{\"a}mie-Patienten Gicht-Attacken abschw{\"a}chen bzw. verhindern und die Dosis der zu deren Bek{\"a}mpfung notwendigen Medikamente reduzieren. Um die f{\"u}r den Mix notwendigen Enzyme zu erhalten, wurde die Adenin-verwertende Hefe Arxula adeninivorans LS3 auf enzymatische Aktivit{\"a}ten hinsichtlich des Purinabbaus untersucht. A. adeninivorans ist in der Lage verschiedene Purine zu verstoffwechseln, die u.a. durch Mitwirkung der Enzyme Adenin-Deaminase und Xanthin-Oxidoreduktase hydrolysiert werden k{\"o}nnen, welche im Mittelpunkt dieser Arbeit stehen. Wachstumsanalysen von A. adeninivorans-Zellen, kultiviert auf verschiedenen Kohlenstoff- und Stickstoff-Quellen, gaben eine erste {\"U}bersicht bez{\"u}glich der Purinverwertung, die das Vorhandensein von Purin-abbauenden Enzymen, wie der Adenin-Deaminase und der Xanthin-Oxidoreduktase, belegten. So nutzte diese Hefe Adenin und Hypoxanthin als C- und N-Quellen und es kam bei ihrer Zugaben zur Induktion des Purinabbauweges. Mit Hilfe von Enzymaktivit{\"a}tstests sowie quantitativer real-time PCR lie{\"s}en sich sowohl der Zeitpunkt der maximalen Adenin-Deaminase- und Xanthin-Oxidoreduktase-Akkumulation als auch der entsprechenden maximalen Transkriptakkumulation ermitteln. Die Adenin-Deaminase (AADA)- und Xanthin-Oxidoreduktase (AXOR)-Gene wurden isoliert und mit Hilfe der Xplor®2-Transformations/Expressionsplattform in A. adeninivorans exprimiert. Hierbei lie{\"s}en sich transgene Hefest{\"a}mme selektieren, die rekombinante Adenin-Deaminase in sehr hohen Konzentrationen akkumulierten. Im Gegensatz dazu stie{\"s} die Expression des AXOR-Gens auf Schwierigkeiten. Auch bei Nutzung alternativer Expressionssysteme (z.B. E. coli) war deren Expression nicht m{\"o}glich. Sowohl die rekombinante Adenin-Deaminase als auch die in A. adeninivorans LS3 (Wildtyp) akkumulierte Xanthin-Oxidoreduktase wurden gereinigt und biochemisch charakterisiert. Die Charakterisierung umfasste die Ermittlung der pH- und Temperatur-Optima bzw. deren Stabilit{\"a}t in Abh{\"a}ngigkeit von Puffer und Temperatur. Zus{\"a}tzlich wurden von beiden Enzymen das Molekulargewicht, das Substratspektrum, die intrazellul{\"a}re Lokalisation, deren Cofaktoren, Inhibitoren und kinetische Parameter bestimmt. Die Ermittlung aller dieser Parameter war notwendig, um eine optimale Wirkung der Enzyme beim Abbau von Purinen in Lebensmitteln zu gew{\"a}hrleisten. Abschlie{\"s}end wurden die gereinigten Enzyme Adenin-Deaminase und Xanthin-Oxidoreduktase im Gemisch mit der zur Verf{\"u}gung gestellten Guanin-Deaminase sowie Uratoxidase auf Eignung f{\"u}r den Purinabbau in ausgew{\"a}hlten Nahrungsmitteln {\"u}berpr{\"u}ft. Die dabei erhaltenen Ergebnisse belegen das Potenzial dieses Enzymmixes f{\"u}r die Herstellung von purinarmen Lebensmitteln.},
  language  = {en}
}