Glycosidasen aus O. oeni: Klonierung und Charakterisierung

Neben der alkoholischen und malolactischen Fermentation (MLF), die beide essentiell für die Weinherstellung sind, ereignet sich eine große Vielzahl weiterer Veränderungen bis aus Most Wein in seinem ersten Reifezustand geworden ist. Während die Verminderung des Säuregrades die wesentliche sensorische Veränderung durch die malolactische Fermentation darstellt, wird die Bedeutung weiterer damit verbundener Veränderungen, wie z.B. des Aromaprofils, der Wahrnehmung mit dem Gaumen sowie der Farbe zunehmend als wichtig erkannt, wenngleich die Vorgänge insgesamt derzeit noch zu wenig verstanden werden. Während der Weinherstellung werden zahlreiche Verbindungen, die unseren visuellen, Geruchs-, Geschmacks- und Tastsinn ansprechen entweder freigesetzt, synthetisiert, abgebaut oder modifiziert. Aromastoffe stellen mit ca. 1 g/L nur einen Bruchteil der Weininhaltsstoffe dar, ihre Bedeutung ist aber viel größer als aufgrund ihrer Menge zu erwarten wäre. Das "Wein- Bukett" entstammt zwei Quellen, den Traubenstöcken und den Böden sowie den Fermentationen. Deshalb versucht der Weinmacher entweder soviel wie möglich der in der Traube vorhandenen Aromastoffe zu extrahieren (durch Variation der Maischzeit und Temperatur) oder/und die glycosidisch gebundenen Terpene sensorisch wahrnehmbar zu machen durch enzymatische Freisetzung, z.B. während der MLF oder direkte Zugabe geeigneter Glycosidasen. Da viele dieser Prozesse enzymkatalysiert ablaufen ist ein besseres Verständnis der Auswirkungen von Enzymen auf das Aromaspektrum und die Sensorik von Weinen nicht zuletzt von großem praktischen Interesse. In der Vergangenheit sind lediglich in silico Untersuchungen an den Glucosidasen von Milchsäurebakterien aus Wein durchgeführt werden. Innerhalb dieses Projekts sollen verschiedene Glycosidasen aus Wein Milchsäurebakterien kloniert und charakterisiert werden. Es ist beabsichtigt die erste Zellsammlung von Milchsäurebakterien aus Österreichischen Trauben, Traubenmost und Weinen anzulegen. Nach der Isolierung und Identifizierung der Stämme soll ein biochemisches Screening nach aktiven Stämmen durchgeführt werden. Danach werden die Glycosidasen der aussichtsreichsten Stämme kloniert, wobei folgende 3 Strategien vorgesehen sind: (1) Nutzung der kürzlich publizierten putativen Glycosidase-Sequenzen für die Synthese von geeigneten PCR- Primern, (2) Anlegung von DNA-Bibliotheken der ausgewählten aktiven Stämme, und (3) Sequenzierung der gereingten nativen Glycosidasen zwecks Herstellung von geeigneten Oligonucleotiden für das Klonieren der spezifischen Glycosidasen. Anschließend daran sollen mit verschiedenen klonierten Enzymen detaillierte biochemische Charakterisierungen durchgeführt werden. Damit sollen die gegenwärtig bestehenden lückenhaften Kenntnisse über die molekularen und physikalisch-chemischen Parameter, welche die Glycosidase- Reaktionen unter den harschen Bedingungen der Weinbereitung (pH 3.5, 14% Ethanol, hohe Zuckerkonzentration, einfluß von Gluconolacton) bestimmen, geschlossen werden. Das vorgesehene Projekt soll von zwei Dissertanten zusammen mit MSc./BSc.-Studenten innerhalb von 3 Jahren durchgeführt werden.

Neben der alkoholischen und malolactischen Fermentation (MLF), die beide essentiell für die Weinherstellung sind, ereignet sich eine große Vielzahl weiterer Veränderungen bis aus Most Wein in seinem ersten Reifezustand geworden ist. Während die Verminderung des Säuregrades die wesentliche sensorische Veränderung durch die malolactische Fermentation darstellt, wird die Bedeutung weiterer damit verbundener Veränderungen, wie z.B. des Aromaprofils, der Wahrnehmung mit dem Gaumen sowie der Farbe zunehmend als wichtig erkannt, wenngleich die Vorgänge insgesamt derzeit noch zu wenig verstanden werden. Während der Weinherstellung werden zahlreiche Verbindungen, die unseren visuellen, Geruchs-, Geschmacks- und Tastsinn ansprechen entweder freigesetzt, synthetisiert, abgebaut oder modifiziert. Aromastoffe stellen mit ca. 1 g/L nur einen Bruchteil der Weininhaltsstoffe dar, ihre Bedeutung ist aber viel größer als aufgrund ihrer Menge zu erwarten wäre. Das "Wein- Bukett" entstammt zwei Quellen, den Traubenstöcken und den Böden sowie den Fermentationen. Deshalb versucht der Weinmacher entweder soviel wie möglich der in der Traube vorhandenen Aromastoffe zu extrahieren (durch Variation der Maischzeit und Temperatur) oder/und die glycosidisch gebundenen Terpene sensorisch wahrnehmbar zu machen durch enzymatische Freisetzung, z.B. während der MLF oder direkte Zugabe geeigneter Glycosidasen. Da viele dieser Prozesse enzymkatalysiert ablaufen ist ein besseres Verständnis der Auswirkungen von Enzymen auf das Aromaspektrum und die Sensorik von Weinen nicht zuletzt von großem praktischen Interesse. In der Vergangenheit sind lediglich in silico Untersuchungen an den Glucosidasen von Milchsäurebakterien aus Wein durchgeführt werden. Innerhalb dieses Projekts sollen verschiedene Glycosidasen aus Wein Milchsäurebakterien kloniert und charakterisiert werden. Es ist beabsichtigt die erste Zellsammlung von Milchsäurebakterien aus Österreichischen Trauben, Traubenmost und Weinen anzulegen. Nach der Isolierung und Identifizierung der Stämme soll ein biochemisches Screening nach aktiven Stämmen durchgeführt werden. Danach werden die Glycosidasen der aussichtsreichsten Stämme kloniert, wobei folgende 3 Strategien vorgesehen sind: (1) Nutzung der kürzlich publizierten putativen Glycosidase-Sequenzen für die Synthese von geeigneten PCR-Primern, (2) Anlegung von DNA-Bibliotheken der ausgewählten aktiven Stämme, und (3) Sequenzierung der gereingten nativen Glycosidasen zwecks Herstellung von geeigneten Oligonucleotiden für das Klonieren der spezifischen Glycosidasen. Anschließend daran sollen mit verschiedenen klonierten Enzymen detaillierte biochemische Charakterisierungen durchgeführt werden. Damit sollen die gegenwärtig bestehenden lückenhaften Kenntnisse über die molekularen und physikalisch-chemischen Parameter, welche die Glycosidase-Reaktionen unter den harschen Bedingungen der Weinbereitung (pH 3.5, 14% Ethanol, hohe Zuckerkonzentration, einfluß von Gluconolacton) bestimmen, geschlossen werden. Das vorgesehene Projekt soll von zwei Dissertanten zusammen mit MSc./BSc.- Studenten innerhalb von 3 Jahren durchgeführt werden.