Die mikrobielle Transglutaminase (MTG) ist ein Enzym aus der Klasse der Transferasen, das in der Lage ist, Proteine kovalent zu verknüpfen. Sie findet hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie Anwendung, wird aber auch für eine Immobilisierung von Enzymen eingesetzt, sowie bei der Produktion abbaubarer Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen. Die MTG wird bisher durch Fermentation des Originalstamms Streptomyces mobaraensis gewonnen, sämtliche Versuche einer löslichen Expression in E. coli schlugen bislang fehl. Eine lösliche Expression ist jedoch Voraussetzung, um das Enzym mittels Random Mutagenese verändern zu können. Ein Ziel für solche Veränderungen ist beispielsweise eine erhöhte Thermostabilität für den Einsatz in Prozessen mit höherer Temperatur. Eine hitzeempflindliche Variante ist dagegen interessant für Anwendungen, bei denen das Enzym nach der Reaktion in kurzer Zeit thermisch inaktiviert werden soll. Die vorliegende Arbeit beinhaltet folgende Schwerpunkte: 1. Die Pro-Form der MTG wurde in E. coli exprimiert. Ein His-Tag wurde für eine einfache Reinigung angebracht. Durch die Absenkung der Induktionstemperatur konnte erstmals eine nahezu vollständige Löslichkeit erreicht werden. 2. Es wurden kommerzielle Proteasen auf ihre Fähigkeit hin untersucht, die Pro-MTG zu aktivieren. 3. Mittels Random Mutagenese wurde erstmals eine Bibliothek veränderter MTG-Varianten erzeugt. In einem Screeningverfahren, das erstmals die Aktivierung eines Pro-Enzyms enthielt, wurden etwa 5500 Varianten untersucht. Es konnten sowohl thermostabile als auch hitzeempfindliche Varianten identifiziert werden, sowie die Regionen in der 3Dstruktur der MTG, die für die Thermostabilität des Enzyms entscheidend sind.
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