Universität Stuttgart
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Item Open Access Kombination aus Biowäscher- und Biomembranverfahren zur Reinigung von Abluft und hydrophilen und hydrophoben Inhaltsstoffen(1994) Reiser, Martin; Fischer, Klaus; Engesser, Karl-HeinrichAbluft, die eine Mischung aus wasserlöslichen uod wasserunlöslichen organischen Lösungsmitteln enthält, stellt für ein biologisches Reinigungsverfahren eine große Herausforderung dar. Durch Kombination eines Biomembranreaktors mit Silikonkautschukmembranen und einem Biowäscher konnten für ein Gemisch von Methanol, n-Hexan und Toluol in der Abluft gute Reinigungsleistungen erzielt werden.Item Open Access Einsatz von Gensonden zur Identifikation von Mikroorganismen im belebten Schlamm(1994) Engesser, Karl-Heinrich; Schmid, AndreasDie Gensondentechnik stellt heute schon einen extrem leistungsfähigen, neuartigen Ansatz zur Populationsanalyse komplexer Ökosysteme und damit auch der Charakterisierung der "Biomasse" des Belebtschlammes dar. Für die Gensondentechnik typisch ist ein relativ geringer Zeitaufwand bei der Durchführung. Dies ermöglicht erstmals die Analyse der Dynamik einer Population nahezu in Echtzeit.Item Open Access Simultaneous degradation of chloro- and methylaromatics via ortho pathway by genetically engineered bacteria and natural soil isolates(1989) Engesser, Karl-Heinrich; Pieper, Dietmar H.; Rojo, Fernando; Timmis, Kenneth N.; Knackmuss, Hans-JoachimThe simultaneous bacterial metabolism of chloro- and methylaromatics via ortho- or metapathway, normally results in incomplete degradation and death of the organisms. This is caused by misrouting of central intermediates. i.e. substituted catechols into unproductive pathways and suicide inactivation of the key enzyme of meta pathway, (catechol 2,3-dioxygenase). The meta pathway proved to be definitely unsuited for productive metabolism of chloroaromatics. Therefore two strategies were used for simultaneous degradation of mixtures of chloro- and methylaromatics via ortho pathways: Methyllactons or certain mixtures of chloro- and methylaromatics were used as enrichment substrates, yielding strains which metabolized these compounds almost exclusively via the desired pathway. Alternatively relevant enzymes from five different catabolic pathways of three distinct soil bacteria were combined in a patchwork fashion generating a functional ortho cleavage route for methylaromatics coexisting with the ortho cleavage pathway of chloroaromatics.Item Open Access 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-JoachimSeveral 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.Item Open Access Microbial degradation of biaryl structures: relationships between fluorene, dibenzofuran and biphenyl pathways(1992) Trenz, Stefan Peter; Strubel, Volker; Knackmuss, Hans-Joachim; Engesser, Karl-HeinrichInitial 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.Item Open Access Mikrobiologische Aspekte der biologischen Abluftreinigung(1992) Engesser, Karl-HeinrichDie 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.Item Open Access Untersuchungen zur Emission von Pilzsporen in Betriebsbereichen zur Bioabfallkompostierung(1994) Göttlich, Elke; Engesser, Karl-HeinrichZur Bestimmung der Pilzbelastungen von Müllwerkern in verschiedenen Bioabfallkompostierungen, darunter hoch belasteten Arbeitsbereichen, wurden personenbezogene Probenahmen mit Filterkassetten durchgeführt. Die häufige Präferenz thermophiler und thermo-toleranter Arten in den Aerosolen ergab ein für die Kompostierung charakteristisches Muster. Die Belastungen bei Arbeitsgängen in Innenraum- und Außenluftarbeitsbereichen zur Kompostierung waren durchweg durch große Gehalte an Aspergillus jumigalus, sowie bei Einzeluntersuchungen von weiteren thermotoleranten Aspergillen, insbesondere A.nidulans, den thermophilen Arten Talaromyces thermophilus, Thermomyces lanuginosus und Malbranchea sulfurea und mesophilen Arten, hauptsächlich Penicillium variabile, P.crustosum, P.glabrum sowie Doratomyces microsporus gekennzeichnet. Massive Belastungen von mehr als 10 7 KBE m -3 traten in einer Rottehalle auf. Zeit- und temperaturabhängig von der Rotte lagen die Belastungen der Luft durch thermophile und thermotolerante Pilze bei einer Versuchsmietenkompostierung z.T. noch über den Belastungen durch mesophile Pilze. Hinsichtlich einer Verbesserung des Arbeitsschutzes sind insbesondere die Art der ergriffenen Luftreinhaltungsmaßnahmen in Fahrerkabinen auf Radladern und der Feuchtegehalt der Komposte zu beachten.Item Open Access Metabolism of dibenzofuran and dibenzodioxin as model for 2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzodioxin degradation(1990) Strubel, Volker; Knackmuss, Hans-Joachim; Engesser, Karl-HeinrichWe 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.Item Open Access Strategien des bakteriellen Abbaus von Chloraromaten(1992) Engesser, Karl-HeinrichChloraromaten 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.