Expression und Charakterisierung von Aspergillus nidulans Hydrophobinen und deren potentieller Einsatz im Denkmalschutz

Pilzliche Hydrophobine sind kleine, amphiphile Proteine, die sich an hydrophil-hydrophoben Grenzflächen zu einem Monolayer assemblieren und so die Oberflächeneigenschaften verändern, was sie für eine Vielzahl an biotechnologischen Anwendungen interessant macht. In dieser Arbeit wurde ein Expressionssystem entwickelt, das die heterologe Expression von Hydrophobinen unterschiedlicher Klasse in Escherichia coli ohne die Fusion an einen permanenten N-terminalen Tag ermöglicht. Durch den Einsatz des Signalpeptids PelB war es möglich, die Hydrophobine DewA, DewC, DewD und DewE aus Aspergillus nidulans und HFBI aus Trichoderma reesei zu produzieren und ihre biochemischen Eigenschaften zu charakterisieren. Alle Hydrophobine waren in der Lage an Oberflächen zu binden, die Hydrophobizität von Glas zu erhöhen und zeigten emulgatorische Fähigkeiten in einem Öl-Wasser Gemisch. Während das typische Klasse I Hydrophobin DewA die stabilsten Beschichtungen auf harten Oberflächen bildete, zeigten die nicht direkt einer Klasse zuordbaren Hydrophobine DewD und DewE die besten Eigenschaften als Emulgator. Die Ergebnisse unterstützen die zuletzt aufgekommenen Forderungen nach einer Überarbeitung der Einteilung der Hydrophobine und postulieren die Einführung einer neuen, intermediären Klasse.
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Zusätzlich wurde der Einsatz der Hydrophobine DewA und HFBI im Denkmalschutz untersucht. Die Proteine waren in der Lage, eine hydrophobe aber Wasserdampf-durchlässige Beschichtung nach dem GoreTex®-Modell auf drei unterschiedlichen Lithotypen zu bilden. Die große Eindringtiefe der Hydrophobine in das Gestein macht einen Einsatz jedoch nicht nur als wasserabweisende Beschichtung, sondern auch als Vorbehandlung bei der Konsolidierung von brüchigem Gestein denkbar. Die Eigenschaft, die Polarität von Oberflächen zu verändern und die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten zu verringern, könnte zu einem besseren Eindringen der Konsolidierungsmittel in den Stein führen.
Abschließend wurden antimikrobielle Peptide an das Hydrophobin DewA fusioniert, heterolog aus E. coli und Saccharomyces cerevisiae aufgereinigt und auf ihre antibakterielle und fungizide Wirkung untersucht. Die hergestellten bakteriziden Oberflächen sind ein erster Schritt im Kampf gegen Antibiotika-resistente Bakterienstämme.