Dissertation Klaus Heitkamp 1999

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4 Ergebnisse und Diskussion 105vermessen (λ em = 234 nm, λ ex = 415 nm). Dabei wurde ein deutlicher Anstieg der Fluoreszenzüber mehrere Minuten beobachtet. Die Beads wurden daraufhin gründlich mit 2-Propanolgespült und mit je 1 ml Hexan und einer Lösung von 4 mg PES in 100 ml 2-Propanol versetzt.Nach Zugabe von 100 µl einer 13S-HPOD-Me-Ester-Lösung (1 mmol/l in Hexan) undDurchmischen wurde die Lösung erneut in einem Fluoreszenzphotometer vermessen. EinePeroxidaseaktivität konnte unter diesen Bedingungen auch nach längerer Zeit nicht beobachtetwerden. Nach erneutem Umspülen mit 2-Propanol, Methanol und Wasser auf einmethanolisch-wäßriges System zeigten die Beads wieder eine Aktivität, die im Vergleich zuvorher jedoch deutlich geringer war.Aufgrund dieser Ergebnisse war ein Einsatz der MP-11-Reaktoren unter NP-Bedingungennicht möglich. Dies wurde auch durch HPLC-Versuche bestätigt, bei denen ein entsprechenderEnzymreaktor in ein NP-HPLC-System eingebaut wurde. Selbst bei Injektion größererMengen an Hydroperoxid konnte kein Fluoreszenzsignal beobachtet werden. Wie dieKüvettentests zeigten, schien der Einsatz der MP-11-Reaktoren in einem apolaren, nichtwäßrigen Lösungsmittel nicht zu einer dauerhaften, irreversiblen Inaktivierung zu führen.Vermutlich spielt hier der Wasseranteil im Lösungsmittel eine entscheidende Rolle für dieAktivität des Enzyms, wie es Li und Ward 161 für Lipase in organischen Lösungsmittelnbeschrieben. Insgesamt decken sich die hier erhaltenen Ergebnisse mit den Beobachtungenvon Siegel und Roberts 89 über das Verhalten von Meerrettichperoxidase (HRP) in organischenLösungsmitteln. Danach zeigte HRP in protischen Lösungsmitteln mit einer hohen Dielektrizitätskonstanteneine katalytische Aktivität, während in aprotischen Lösungsmitteln, wieHexan, Dioxan oder Benzol keine Aktivität nachweisbar war.4.5.10 Diskussion der ErgebnisseDie in diesem Kapitel beschriebene Methode zur direkten kovalenten Bindung von Mikroperoxidase-11an Aminopropyl-CPG-Beads hat sich wegen ihrer Einfachheit und schnellenDurchführbarkeit gut bewährt. Aufgrund früherer Ergebnisse wurde auf den Einfluß vonSpacer-Molekülen verzichtet. Dadurch ergab sich im Vergleich zu den Arbeiten von Jacob 148eine höhere Trägerbelegung und letztendlich auch eine höhere Peroxidaseaktivität desImmobilisates. Die Bestimmung der Trägerbelegung erfolgte über die atomabsorptionsspektrometrischeMessung des Eisengehaltes. Die aus der Differenzmessung (Messung des

106 4 Ergebnisse und DiskussionEisengehaltes vor und nach der Immobilisierung im Reaktionsansatz) und über den Aufschlußbelegter Beads erhaltenen Werte stimmten zwar nicht völlig überein, zeigten aber im Vergleichzu früheren Versuchen 148 eine wesentlich größere Belegung der Beads. Ein Vergleichder erzielten Enzymaktivitäten erwies sich jedoch als schwierig, da in der Literatur keineinheitliches Verfahren zur Aktivitätsbestimmung von immobilisierter Mikroperoxidasebeschrieben wird und somit auch keine Referenzwerte vorlagen. Über den zeitlichen Anstiegder Extinktion bei der Reaktion von MP-11 mit H 2 O 2 in Gegenwart von Phenol und 4-Aminoantipyrinkonnten für die vier verschiedenen Beadsorten relative Aktivitäten bestimmtwerden. Ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Beadsorte (d.h. Porengröße) und Aktivitätwar nicht feststellbar.Die hergestellten Enzymreaktoren ließen sich ohne größere Probleme in den von Heinmöller 11beschriebenen RP-HPLC-Systemen (2- und 3-Pumpen-Systeme) zur Bestimmung von Lipidhydroperoxideneinsetzen. Dabei wurde die Zusammensetzung der Reagenzienlösungen nichtgeändert, lediglich die Flußraten wurden angepaßt.Im Zuge der Untersuchungen erwies sich das 2-Pumpen-System, bei dem die 4-Hydroxyphenylessigsäureim basischen Boratpuffer zudosiert wird, im Vergleich zu dem 3-Pumpen-System als vorteilhafter, da einerseits der apparative Aufwand geringer war, andererseits auchdie entsprechende Kalibrierfunktion einen linearen Zusammenhang zwischen Konzentrationund Peakfläche zeigte. Das nur beim 2-Pumpen-Systems beobachtete Ausbluten der Reaktorenhatte keine Aktivitätsminderung zur Folge. Die erreichten Nachweisgrenzen lagen unabhängigvon der verwendeten Beadsorte in etwa in dem Bereich, wie den Heinmöller für dasHPLC-System mit zudosierter MP-11 angab. Eine Abhängigkeit der Peakbreite von der Artder eingesetzten Beads konnte ebenfalls nicht festgestellt werden. Auch die zum Packen derReaktoren verwendete Methode hatte keinen Einfluß auf die Peakbreite.

4 Ergebnisse und Diskussion 105vermessen (λ em = 234 nm, λ ex = 415 nm). Dabei wurde ein deutlicher Anstieg der Fluoreszenzüber mehrere Minuten beobachtet. Die Beads wurden daraufhin gründlich mit 2-Propanolgespült und mit je 1 ml Hexan und einer Lösung von 4 mg PES in 100 ml 2-Propanol versetzt.Nach Zugabe von 100 µl einer 13S-HPOD-Me-Ester-Lösung (1 mmol/l in Hexan) undDurchmischen wurde die Lösung erneut in einem Fluoreszenzphotometer vermessen. EinePeroxidaseaktivität konnte unter diesen Bedingungen auch nach längerer Zeit nicht beobachtetwerden. Nach erneutem Umspülen mit 2-Propanol, Methanol und Wasser auf einmethanolisch-wäßriges System zeigten die Beads wieder eine Aktivität, die im Vergleich zuvorher jedoch deutlich geringer war.Aufgrund dieser Ergebnisse war ein Einsatz der MP-11-Reaktoren unter NP-Bedingungennicht möglich. Dies wurde auch durch HPLC-Versuche bestätigt, bei denen ein entsprechenderEnzymreaktor in ein NP-HPLC-System eingebaut wurde. Selbst bei Injektion größererMengen an Hydroperoxid konnte kein Fluoreszenzsignal beobachtet werden. Wie dieKüvettentests zeigten, schien der Einsatz der MP-11-Reaktoren in einem apolaren, nichtwäßrigen Lösungsmittel nicht zu einer dauerhaften, irreversiblen Inaktivierung zu führen.Vermutlich spielt hier der Wasseranteil im Lösungsmittel eine entscheidende Rolle für dieAktivität des Enzyms, wie es Li und Ward 161 für Lipase in organischen Lösungsmittelnbeschrieben. Insgesamt decken sich die hier erhaltenen Ergebnisse mit den Beobachtungenvon Siegel und Roberts 89 über das Verhalten von Meerrettichperoxidase (HRP) in organischenLösungsmitteln. Danach zeigte HRP in protischen Lösungsmitteln mit einer hohen Dielektrizitätskonstanteneine katalytische Aktivität, während in aprotischen Lösungsmitteln, wieHexan, Dioxan oder Benzol keine Aktivität nachweisbar war.4.5.10 Diskussion der ErgebnisseDie in diesem Kapitel beschriebene Methode zur direkten kovalenten Bindung von Mikroperoxidase-11an Aminopropyl-CPG-Beads hat sich wegen ihrer Einfachheit und schnellenDurchführbarkeit gut bewährt. Aufgrund früherer Ergebnisse wurde auf den Einfluß vonSpacer-Molekülen verzichtet. Dadurch ergab sich im Vergleich zu den Arbeiten von Jacob 148eine höhere Trägerbelegung und letztendlich auch eine höhere Peroxidaseaktivität desImmobilisates. Die Bestimmung der Trägerbelegung erfolgte über die atomabsorptionsspektrometrischeMessung des Eisengehaltes. Die aus der Differenzmessung (Messung des

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