Charakterisierung einer Esterase aus Paenibacillus pabuli M1 mit biochemischen und molekularbiologischen Methoden

Esterasen und Lipasen (E.C. 3.1.1.1 und 3.1.1.3) besitzen gemeinsam die Fähigkeit, Fettsäuren aus Triglycerid-Molekülen zu spalten. In diesem Zusammenhang werden eine Vielzahl von Bakterien als lipolytisch-aktive Organismen beschrieben. Dazu gehört u.a. der in dieser Arbeit untersuchte Vertreter der Art Paenibacillus pabuli. Lipolytische Aktivität tritt an einer Lipid-Wasser Grenzschicht auf und führt zu Interesterifikation von Triglyceriden, zu Mono- und Diglyceriden, Fettsäuren und in einigen Fällen zu einer Freisetzung von Glycerin. Die Entwicklung eines biochemischen Assays, das die Aktivität extrazellulärer Enzyme im Kulturüberstand detektierte, lieferte einen Eindruck über die Diversität der umgesetzten Enzymsubstrate. Es wurden Enzymkinetiken unter Verwendung eines sehr breit angelegten Spektrums von Fettsäurenverbindungen (C4:0 bis C18:1) durchgeführt. Daraus ließen sich Profile für die Kettenlängenspezifität sowohl im Rohextrakt als auch im Kulturüberstand des untersuchten Organismus erstellen, die deutlich den Umsatz bestimmter Fettsäuren im kurz- und mittelkettigen Bereich veranschaulichten (C-Atome < 12). Unter Berücksichtigung dieser Daten und der gängigen Definition konnte das vorliegende Enzym aus Paenibacillus pabuli M1 eindeutig als Esterase klassifiziert werden. Die Anfertigung einer Genbibliothek lieferte die Nukleinsäure-Sequenz des Esterase-Gens. Nach Festlegung eines Open Reading Frames (ORF) erfolgte die Translation in die Aminosäure-Sequenz. Mehrere Parameter charakterisieren das untersuchte Enzym als einen eindeutigen Vertreter der Familie VIII nach Arpigny und Jaeger (1999), in der ausschließlich Esterasen zusammengefaßt werden, die hohe phylogenetische Verwandschaft zu beta-Lactamasen und DD-Peptidasen aufweisen.