Posouzení vybraných parametrů na biotechnologickou produkci polyhydroxyalkanoátů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Cílem práce je studium mikrobiální produkce polyhydroxyalkanoátů (PHA). V teoretické části je zpracován stručný přehled produkce PHA pomocí mikroorganismů a transgenních rostlin. Pro laboratorní práci byla využita průmyslově užívaná bakterie Cupriavidus necator H16. Různé odpadní oleje byly použity jako jediných zdroj uhlíku a energie. Pro zlepšení materiálových vlastností PHA byly použity prekurzory 1-propanol a propionát sodný, které byly inkorporovány do polymeru ve formě 3-hydroxyvalerátu (3HV). Hlavní část experimentální práce byla zaměřena na studium vlivu aerace (koncentrace rozpuštěného kyslíku v médiu) na tvorbu biomasy, na ovlivnění vybraných metabolických drah a na akumulaci PHA. Dle získaných experimentálních výsledků byla potvrzena závislost mezi aerací a monomerním složením PHA. Dále byl potvrzen fakt, že vyšší koncentrace kyslíku podporuje bakteriální růst a ovlivňuje intenzitu akumulace PHA v buňkách. NADPH má podstatný vliv na osud acetyl-CoA v metabolismu, vyšší vnitrobuněčná koncentrace NADPH inhibuje citrátový cyklus a zvyšuje akumulaci PHA v buňkách. Z toho důvodu byla vyhodnocena enzymová aktivita vybraných intracelulárních enzymů v závislosti na intenzitě aerace, včetně enzymů schopných generovat NADPH.
The aim of this work is to study microbial production of polyhydroxyalkanoates (PHA). Theoretical part is focused on production of PHA using microoganisms and transgenic plants. Bacterial strain Cupriavidus necator H16 was used for laboratory production of PHA. Various waste oils were used as sole carbon and energy source. Salt of propionic adic and 1-propanol were used as intermediate for 3-hydroxyvalerate monomer (3HV) unit. Incorporation of 3HV to polymer can improve material features of PHA. The major part of experimental work was focused to study influence of aeration (concentration of dissolved oxygen) to bacterial growth, selected metabolic pathways and formation of PHA. Furthermore, influence of aeration to monomer composition of polymer was evaluated. According to experimental conclusion of this work it was approved dependance between aeration and monomer composition of PHA. Moreover, it was approved that higher concentration of oxygen supports bacterial growth and influences PHA content in cells. In addition, NADPH is one of the substrates influencing flux of acetyl-CoA throughout the metabolism; higher intracellular concentration of NADPH inhibits TCA cycle and enhances accumulation of PHA in cells. For this reason, specific enzymatic aktivity of several selected intracelular enzymes were measured, including those enzymes which can generate NADPH.
The aim of this work is to study microbial production of polyhydroxyalkanoates (PHA). Theoretical part is focused on production of PHA using microoganisms and transgenic plants. Bacterial strain Cupriavidus necator H16 was used for laboratory production of PHA. Various waste oils were used as sole carbon and energy source. Salt of propionic adic and 1-propanol were used as intermediate for 3-hydroxyvalerate monomer (3HV) unit. Incorporation of 3HV to polymer can improve material features of PHA. The major part of experimental work was focused to study influence of aeration (concentration of dissolved oxygen) to bacterial growth, selected metabolic pathways and formation of PHA. Furthermore, influence of aeration to monomer composition of polymer was evaluated. According to experimental conclusion of this work it was approved dependance between aeration and monomer composition of PHA. Moreover, it was approved that higher concentration of oxygen supports bacterial growth and influences PHA content in cells. In addition, NADPH is one of the substrates influencing flux of acetyl-CoA throughout the metabolism; higher intracellular concentration of NADPH inhibits TCA cycle and enhances accumulation of PHA in cells. For this reason, specific enzymatic aktivity of several selected intracelular enzymes were measured, including those enzymes which can generate NADPH.
Description
Citation
EREMKA, L. Posouzení vybraných parametrů na biotechnologickou produkci polyhydroxyalkanoátů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2013.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a biotechnologie
Comittee
prof. Ing. Peter Šimko, DrSc. (předseda)
doc. Ing. Jiřina Omelková, CSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (člen)
doc. RNDr. Alena Španová, CSc. (člen)
doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc. (člen)
Date of acceptance
2013-06-03
Defence
1. Diplomant seznámil členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Diplomant akceptoval všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděl v plné šíři.
Diskuse
doc. Španová: Jaký byl použit mikroorganismus ?
prof. Šimko: Použité rostlinné oleje ?
Které dávaly nejvyšší výtěžky ?
Byl použit emulgátor ?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 3 roku/let