04 Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik

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    Der Abbau von Modellstrukturen der Kohle: Stoffwechselweg des Dibenzofuran- und Fluorenabbaus
    (1991) Engesser, Karl-Heinrich; Strubel, Volker; Trenz, Stefan Peter; Rothe, Bernd; Schmid, Andreas; Knackmuss, Hans-Joachim
    Several microorganisms have been isolated degrading structural elements of coal like dibenzofuran. fluorene and biphenyl. Extensive investigation of the degradation pathways revealed a common mechanism of initial attack. Although catalyzed by different enzymes, all three substrates are converted to 3-phenyl-substituted catechols, which, after meta-cleavage are transformed to simple aromatic structures like salicylate, phthalate and benzoate. This ring cleaving enzymes have been cloned and are further analyzed after subcloning. Two different initial dioxygenases seem to be present in some strains cataIyzing ether cleavage of dibenzofuran and oxygenation of biphenyl respectively. Attempts are presently made to clone the first enzyme in order to produce higher yields of its optically active products. Some of these compounds have been characterized and may be of commercial value as fine chemicals.
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    Microbial degradation of biaryl structures: relationships between fluorene, dibenzofuran and biphenyl pathways
    (1992) Trenz, Stefan Peter; Strubel, Volker; Knackmuss, Hans-Joachim; Engesser, Karl-Heinrich
    Initial dioxygenation of fluorene by dibenzofuran degrading strains occurs in the unusual angular position. The resulting dihydrodiendiol is converted to 3-(2-carboxyphenyl)catechol by action of a dehydrogenase. This is a novel activity for a dehydrogenase causing a C-C-bond cleavage. After growth with dibenzofuran and biphenyl respectively two different initial dioxygenases are expressed. The first enzyme shows a broad substrate range, the second enzyme only converts biphenyl. Strains degrading fluorene, dibenzofuran and biphenyl may constitute a unique physiological group.
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    Mikrobiologische Aspekte der biologischen Abluftreinigung
    (1992) Engesser, Karl-Heinrich
    Die biologische Abluftreinigung stellt ein vielversprechendes Verfahren zur Beseitigung von Schadstoff-Emissionen dar. Ein störungsfreier Betrieb ist allerdings nur bei Einhaltung optimaler Wuchsbedingungen für die den Schadstoffabbau katalysierende, oft sehr spezialisierte Mikroorganismen-Flora möglich. Substanzen mit xenobiotischem Charakter sind nicht ohne weiteres dem Abbau zugänglich. So ermöglicht erst die Wahl spezieller cooxidativer Prozesse den Metabolismus von hochchlorierten Ethenen. Gemische von einzeln leicht abbaubaren Substanzen können sich im Gemisch als schwerabbaubar erweisen. Erst nach Konstruktion geeigneter neuartiger Abbauwege wird ein vollständiger Abbau möglich. Die vorgestellten Beispiele belegen die Bedeutung der Grundlagenforschung im Bereich der Biodegradation für den erfolgreichen Betrieb von biologischen Abluftreinigungsanlagen unter den erschwerten Bedingungen des Abbaus von Fremdstoffen.
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    Metabolism of dibenzofuran and dibenzodioxin as model for 2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzodioxin degradation
    (1990) Strubel, Volker; Knackmuss, Hans-Joachim; Engesser, Karl-Heinrich
    We demonstrated that fluorene and DBF are attacked hy strain DPO 1361 via an angular dioxygenation. A pathway for DBF degradation is presented, which inidicates an analogy to the pathway estahlished for diphenyl (1.4). Further investigations will have to show whether the same angular dioxygenation mechanism is involved also in the degradation of dibenzodioxin.
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    Strategien des bakteriellen Abbaus von Chloraromaten
    (1992) Engesser, Karl-Heinrich
    Chloraromaten gehören in der Regel zur Klasse der sog. 'Xenobiotika'. Unter diesem Begriff subsumiert man Verbindungen, die der Biosphäre fremd oder sogar gänzlich unbekannt sind. Dazu zählen unter anderem auch Aromaten, die einen oder mehrere Halogen-Substituenten, bzw. Dlalkylamino-, Nitro-, Phenoxyl-, oder Sulfo-Gruppen tragen. Da diese Strukturelemente erst seit relativ kurzer Zeit in abbaurelevanten Konzentrationen für die Mikroorganismen zugänglich sind, überrascht es nicht, daß bisher keine oder nur sehr gering ausgeprägten korrespondierenden Abbaupotentiale evolviert wurden (Engesser and Fischer, 1991). Aufgabe der gemeinsamen, fächerübergreifenden Anstrengung der Fachdisziplinen Mikrobiologie, Chemie, Genetik sowie Verfahrenstechnik muß es deshalb sein, in kurzer Zeit solche geforderten Abbauaktivitäten zu selektieren, zu kombinieren oder auf gentechnischem Wege neu zu schaffen. Damit soll ein Beitrag geleistet werden zur Reinhaltung unserer Umwelt und zum Schutz der Menschen vor den nachgewiesenen oder zu vermutenden Gefahren, die von solchen Stoffen ausgehen.