Biotransformace kyseliny ferulové na senzoricky aktivní látky
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Bakalárska práca sa zaoberala biotransformáciou kyseliny ferulovej na senzoricky aktívne látky. Experiment bol založený na sledovaní biotransformačného potenciálu vybraných mikroorganizmov metódou vysoko účinnej kvapalinovej chromatografie (HPLC) pričom kultivácia prebiehala v dvoch paralelných prevedeniach a vzorky s pridanou kyselinou ferulovou boli rozdelené na 24 hodinové pôsobenie a 48 hodinové pôsobenie kyseliny ferulovej na bakteriálne kultúry. Bolo zistené, že termofilné baktérie a halofilná baktéria Halomonas neptunia sú najvhodnejšími kandidátmi na biotransformáciu kyseliny ferulovej na senzoricky aktívne látky. Pri oboch vzorkách baktérii Schlegelella thermodepolymerans (DSM 15344 a DSM 15264) došlo k vzniku 33 mg/l a 76 mg/l kyseliny vanilovej a 81 mg/l a 71 mg/l 4-vinylguaiacolu po 24 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej. U vzorky s baktériou T. taiwanensis po 48 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej vzniklo 61 mg/l kyseliny vanilovej a 32 mg/l 4-vinylguaiacolu a u vzorky R. xylanophilus 56 mg/l 4-vinylguaiacolu. U vzorky s baktériou H. neptunia po 24 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej došlo k jej premene na 296 mg/l kyseliny vanilovej, čo činilo až 59% konverzie pôvodnej kyseliny ferulovej a u vzorky s baktériou H. organivorans po 24 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej vzniklo 71 mg/l kyseliny vanilovej. Avšak po 48 hodinovom pôsobení kyseliny ferulovej kyselina vanilová degradovala. Okrem screeningu biotransformačného potenciálu sa vykonalo aj porovnanie sekvencie bakteriálnych enzýmov, podieľajúcich sa na biotransformácii, s proteínovými sekvenciami v databáze pomocou vyhľadávacieho nástroja BLAST. Prítomnosť génov kódujúcich enzýmy podieľajúcich sa na biotransformácii bola dokázaná takmer pre všetky používané mikroorganizmy okrem baktérie H. neptunia, pre ktorú nebol dokázaný ani jeden gén. Najväčší počet prítomných génov u baktérii bol pri enzýmoch feruloyl-CoA-syntetáza, enoyl-CoA hydratáza/izomeráza, acetoacetyl-CoA thioláza a vanilín dehydrogenáza.
The bachelor thesis deals with the biotransformation of ferulic acid to sensory active substances. The experiment was based on monitoring the biotransformation potential of selected microorganisms by high performance liquid chromatography (HPLC) method while the cultivation was performed in two parallel runs and samples with added ferulic acid were divided into 24-hour effect and 48-hour effect of ferulic acid on bacterial cultures. Thermophilic bacteria and halophilic bacterium Halomonas neptunia have been found to be the most suitable candidates for the biotransformation of ferulic acid to sensory active substances. In both samples of Schlegelella thermodepolymerans (DSM 15344 and DSM 15264) was formed 33 mg/l and 76 mg/l of vanillic acid and 81 mg/l and 71 mg/l of 4-vinylguaiacol after 24 hours of ferulic acid effect. In a sample with T. taiwanensis was formed 61 mg/l of vanillic acid and 32 mg/l of 4-vinylguaiacol after 48 hours of ferulic acid effect, and in a sample of R. xylanophilus was formed 56 mg/l of 4-vinylguaiacol. In the sample with H. neptunia after 24 hours of ferulic acid effect was formed 296 mg/l of vanillic acid, which was up to 59% of the conversion of the added ferulic acid and in a sample with H. organivorans after 24 hours of ferulic acid effect was formed 71 mg/l of vanillic acid. However, after 48 hours of ferulic acid effect, vanillic acid degraded. In addition to screening of biotransformation potential, the sequence of bacterial enzymes, involved in biotransformation, was also compared with protein sequences in the database using the BLAST search tool. The presence of genes encoding enzymes involved in biotransformation has been demonstrated for almost all used microorganisms except H. neptunia, for which no gene has been identified. The highest number of genes present in bacteria was with the enzymes feruloyl-CoA synthetase, enoyl-CoA hydratase/isomerase, acetoacetyl-CoA thiolase and vanillin dehydrogenase.
The bachelor thesis deals with the biotransformation of ferulic acid to sensory active substances. The experiment was based on monitoring the biotransformation potential of selected microorganisms by high performance liquid chromatography (HPLC) method while the cultivation was performed in two parallel runs and samples with added ferulic acid were divided into 24-hour effect and 48-hour effect of ferulic acid on bacterial cultures. Thermophilic bacteria and halophilic bacterium Halomonas neptunia have been found to be the most suitable candidates for the biotransformation of ferulic acid to sensory active substances. In both samples of Schlegelella thermodepolymerans (DSM 15344 and DSM 15264) was formed 33 mg/l and 76 mg/l of vanillic acid and 81 mg/l and 71 mg/l of 4-vinylguaiacol after 24 hours of ferulic acid effect. In a sample with T. taiwanensis was formed 61 mg/l of vanillic acid and 32 mg/l of 4-vinylguaiacol after 48 hours of ferulic acid effect, and in a sample of R. xylanophilus was formed 56 mg/l of 4-vinylguaiacol. In the sample with H. neptunia after 24 hours of ferulic acid effect was formed 296 mg/l of vanillic acid, which was up to 59% of the conversion of the added ferulic acid and in a sample with H. organivorans after 24 hours of ferulic acid effect was formed 71 mg/l of vanillic acid. However, after 48 hours of ferulic acid effect, vanillic acid degraded. In addition to screening of biotransformation potential, the sequence of bacterial enzymes, involved in biotransformation, was also compared with protein sequences in the database using the BLAST search tool. The presence of genes encoding enzymes involved in biotransformation has been demonstrated for almost all used microorganisms except H. neptunia, for which no gene has been identified. The highest number of genes present in bacteria was with the enzymes feruloyl-CoA synthetase, enoyl-CoA hydratase/isomerase, acetoacetyl-CoA thiolase and vanillin dehydrogenase.
Description
Keywords
Kyselina ferulová, biotransformácia, metabolity, vanillylalkohol, kyselina vanilová, vanilín, 4-vinylguaiacol, Cupriavidus, Halomonas, termofilné baktérie, Ferulic acid, biotransformation, metabolites, vanillylalcohol, vanillic acid, vanilin, 4-vinylguaiacol, Cupriavidus, Halomonas, thermophilic bacteria
Citation
OPIAL, T. Biotransformace kyseliny ferulové na senzoricky aktivní látky [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Biotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-08-31
Defence
1. Student seznámil členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Student akceptoval všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděl v plné šíři.
Diskuse:
prof. Márová: Pozor na nedůslednosti ve vyjadřování. Můžete vysvětlit co je to Šikimátová dráha a co to je Šikimát? U sledování shod u sekvenace jste porovnával celé sekvence, nebo jen jejich části? Znáte další mikroorganismus, který by byl vhodný k biotransformacím?
doc. Diviš: Jak vypadal chromatografický záznam vašeho vzorku? Jak byla metoda kalibrována?
doc. Brázda: Byl tedy sledován celý gen nebo jen jednotlivé domény? Jakým programem jste hledal proteinové sekvence?
Student zodpověděl na doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Student prokázal nejen výbornou orientaci v dané problematice, ale i schopnost samostatné prezentace získaných výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení