Untersuchungen zu extrazellulären Enzymen bei marinen ...

Einleitung 3
unabhängig von den äußeren Faktoren ist und kontinuierlich stattfindet, werden als
konstitutive Enzyme bezeichnet (Ruttloff et al., 1978).
Um hohe Ausbeuten bei der Enzymsynthese zu erreichen, muss die Induktion und Repression
der Synthese berücksichtigt werden (Buchholz & Kasche, 1997). Eine maximale Synthese
induzierbarer Enzyme wird erst durch den Einsatz bestimmter Nährsubstrate, welche als
Induktoren wirken, erreicht. Als typische Induktoren sind Stärke (Amylase), Casein, Albumin
(Protease), Pektin (Pektinase), u.a. bekannt (Ruttloff et al., 1978).
1.3. Amylasen
Amylasen spalten Stärke und Glykogen durch Hydrolyse der α-1,4-glycosidischen Bindung
zu Dextrinen und Zuckern (Uhlig, 1991). Stärke ist ein wichtiges Reservepolysaccharid der
höheren Pflanzen (Ruttloff et al., 1978) und ist Hauptbestandteil der meisten Nahrungsmittel
und der wichtigste Energielieferant unserer Ernährung (Uhlig, 1991). Stärke setzt sich aus den
Bestandteilen Amylose und Amylopektin zusammen, die aus Glucoseuntereinheiten bestehen.
Amylose ist ein lineares Polymer, das aus 6.000 oder mehr α-1,4-glycosidisch verbundenen
Glucoseresten besteht. Amylopektin ist hingegen ein verzweigtes Molekül. Es setzt sich aus
etwa 2 Mio. α-1,4- und α-1,6-glycosidisch verbundenen Glucoseresten zusammen, wobei die
α-1,6-glycosidischen Bindungen etwa 5 % der Gesamtbindungen ausmachen (van den Maarel
et al., 2002).
Viele Bakterien können Stärke als Kohlenstoff- und Energiequelle für ihr Wachstum nutzen.
Dafür werden die Stärkemoleküle extrazellulär von den Bakterien zu transportablen
Molekülen gespalten, bevor sie in die Zelle aufgenommen und weiterverwertet werden. Eine
ganze Reihe Stärke-abbauender Enzyme, die eine große Vielfalt von Produkten liefern,
werden von diesen Mikroorganismen gebildet. Viele dieser Enzyme finden bei den
stärkeverarbeitenden, industriellen Prozessen Anwendung (van der Veen et al., 2000).
Man unterscheidet α-, β- und Glycoamylasen. α-Amylasen (1,4-α-D-glucan
glucanohydrolase; EC 3.2.1.1) hydrolysieren α-1,4-glycosidische Bindungen innerhalb des
Makromoleküls, wobei Glucose, Maltose und Grenzdextrine freigesetzt werden. β-Amylasen
(1,4-α-D-glucan maltohydrolase; EC 3.2.1.2) spalten Maltose vom nicht reduzierenden Ende
des Polysaccharids ab und Glycoamylasen (1,4-α-D-glucan glucohydrolase; 3.2.1.3) spalten
Glucose ebenfalls vom nicht reduzierenden Ende ab (Ruttloff et al., 1978;
http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/).