Charakterizace vybraných bakteriálních kmenů získaných během evolučních experimentů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Předložená diplomová práce se zabývá použitím evolučního inženýrství na bakteriální kmeny produkující polyhydroxyalkanoáty (PHA). Cílem této práce byla charakterizace adaptovaných bakteriálních kmenů na vybrané selekční tlaky. Pro evoluční experimenty byly vybrány dvě bakterie, Cupriavidus necator H16 a Halomonas halophila. Selekční tlaky, kterými se působilo na bakterie byly měďnaté kationty (Cu2+) a chlorid sodný (NaCl) pro C. necator H16, a kyselina octová (AA) a levulová (LA) pro H. halophila. Adaptované kmeny byly v průběhu dlouhodobých evolučních experimentů charakterizovány co do obsahu PHA a jeho Mw pomocí analýz GC-FID a SEC-MALS. Dále byl studován růst jednotlivých adaptovaných kmenů měřením optické hustoty. Pomocí spektrálního FC byla následně změřena procenta živých buněk po vystavení bakterií vybraným stresovým faktorům. Byly stanoveny specifické enzymové aktivity vybraných enzymů citrátového a glyoxalátového cyklu, enzymů generujících NADPH, enzymu zapojeného do metabolismu LA a enzymů biosyntézy PHA. U všech experimentů byly adaptované kmeny porovnávány s kmeny divokými. Optimální adaptace se projevila u bakterie C. necator H16 na Cu2+. Bakterie H. halophila byla na závěr kultivována v hydrolyzátu z lignocelulózových odpadů, kdy bylo zjištěno, že adaptovaný kmen H. halophila na LA je schopen produkovat více PHA než kmen původní.
This diploma thesis deals with application of evolutionary engineering on PHA producing bacterial strains. Two bacterial strains, Cupriavidus necator H16 and Halomonas halophila, were chosen for the evolutionary experiments. Copper cations (Cu2+) and sodium chloride (NaCl) were chosen as the selective pressure for C. necator H16; acetic acid (AA) and levulinic acid (LA) for Halomonas halophila. The adapted strains were during long-time evolutionary experiments characterized by GC-FID and SEC-MALS. The growth of the adapted strains was studied by the mean of optical density measurement. The amount of viable cells was determined by spectral FC after their expositon to selected stress factors. Specific enzyme activities of enzymes involved in citrate and glyoxalate cycle, enzymes generating NADPH, LA metabolism enzyme and PHA biosynthesis enzymes were determined. The adapted strains were compared with the wild-type of strains. The successfull adaptation of C. necator H16 adapted to Cu2+ was detected. Biomass and PHA production of both wild and adapted H. halophila strains cultivated in lignocellulosis waste were determined. It was found out that H. halophila adapted to the LA is capable of producing more PHA than the wild strain of this bacteria.
This diploma thesis deals with application of evolutionary engineering on PHA producing bacterial strains. Two bacterial strains, Cupriavidus necator H16 and Halomonas halophila, were chosen for the evolutionary experiments. Copper cations (Cu2+) and sodium chloride (NaCl) were chosen as the selective pressure for C. necator H16; acetic acid (AA) and levulinic acid (LA) for Halomonas halophila. The adapted strains were during long-time evolutionary experiments characterized by GC-FID and SEC-MALS. The growth of the adapted strains was studied by the mean of optical density measurement. The amount of viable cells was determined by spectral FC after their expositon to selected stress factors. Specific enzyme activities of enzymes involved in citrate and glyoxalate cycle, enzymes generating NADPH, LA metabolism enzyme and PHA biosynthesis enzymes were determined. The adapted strains were compared with the wild-type of strains. The successfull adaptation of C. necator H16 adapted to Cu2+ was detected. Biomass and PHA production of both wild and adapted H. halophila strains cultivated in lignocellulosis waste were determined. It was found out that H. halophila adapted to the LA is capable of producing more PHA than the wild strain of this bacteria.
Description
Keywords
Evoluční inženýrství, polyhydroxyalkanoáty (PHA), měďnaté kationty (Cu2+), chlorid sodný (NaCl), kyselina octová (AA), kyselina levulová (LA), adaptace, Cupriavidus necator H16, Halomonas halophila., Evolutionary engineering, polyhydroxyalkanoates (PHA), copper cations (Cu2+), sodium chloride (NaCl), acetic acid (AA), levulinic acid (LA), adaptation, Cupriavidus necator H16, Halomonas halophila.
Citation
HRABALOVÁ, V. Charakterizace vybraných bakteriálních kmenů získaných během evolučních experimentů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie pro medicínské aplikace
Comittee
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. (předseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Zbyněk Zdráhal, Dr. (člen)
Date of acceptance
2020-07-01
Defence
Obhajoba proběhla podle následujícího schématu: prezentace studentky-vyjádření vedoucí/ho-oponentský posudek-reakce na posudek-diskuse s komisí. Studentka přednesla výborný výtah výsledků své diplomové práce, řádně zodpověděla všechny dotazy oponentské i členů komise, pohotově reagovala na připomínky. V diskusi tak studentka prokázala výbornou schopnost orientace v teoretických i praktických základech problematiky diplomové práce. Komise zhodnotila její diplomovou práci celkově jako výbornou.
Dzik: Hodnota optické hustoty 30 působí poněkud podezřele – jak byla získána?
Diviš: Jaký je mechanismus působení strsových faktorů na producenty? Na základě jaké úvahy byly zvoleny jejich koncentrace?
Pekař: Jaký je osud mědi v kultuře?
Zdráhal: Proč byly zvoleny měďnaté ionty? Nejsou příliš toxické?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení