Charakterizace extracelulárních enzymů a dalších metabolitů karotenogenních kvasinek

Abstract

Lipázy jsou enzymy katalyzující především hydrolytické štěpení vazeb triacylglycerolů. Produkce lipolytických enzymů je známa u mnoha mikroorganismů, obzvlášť u těch, kteří jsou způsobilí utilizovat tukový uhlíkatý substrát. Touto schopností se vyznačují i některé rody karotenogenních kvasinek. Karotenogenní kvasinky se vyznačují především tvorbou buněčných karotenoidů, lipidů a lipidických látek. Vedle těchto metabolitů mohou produkovat i určité množství biosurfaktantů. Tato práce se zabývá studiem produkce extracelulárních lipolytických enzymů a biosurfaktantů karotenogenních kvasinek Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium macerans, Rhodotorula mucilaginosa a Sporidiobolus pararoseus kultivovaných především na odpadním živočišném tuku v různém C/N poměru (13, 25, 50, 100). Lipázová aktivita byla detekována u všech studovaných kmenů. Aktivity enzymu byly naměřeny spektrofotometrickou metodou. Indukce lipáz byla také pozorována v průběhu růstu buněk, kde bylo zaznamenáno několik vrcholů lipázových aktivit, což naznačuje tvorbu lipázy asociované s buňkou a lipázy vylučované do prostředí. Lipázové aktivity byly naměřeny také u kultivací na glukózovém a glycerolovém uhlíkatém substrátu. V neposlední řadě byla provedena i molekulová charakterizace lipolytických enzymů pomocí elektroforézy na polyakrylamidovém gelu. Tvorba biosurfaktantů byla rovněž detekována u všech kmenů. Emulgační a solubilizační vlastnosti mají zejména biosurfaktany u kvasinek C. macerans a S. pararoseus. V této práci byla souběžně s produkcí lipáz a biosurfaktantů na odpadním tuku sledována také produkce intracelulárních metabolitů, které jsou významné u kvasinek S. pararoseus a R. mucilaginosa.

Lipases are enzymes catalyzing primarily the hydrolytic cleavage of triacylglycerol bonds. The production of lipolytic enzymes is known in many microorganisms, especially those who are able to utilize a fatty carbon substrate. Some genera of carotenogenic yeasts are characterized by this ability. Carotenogenic yeasts are characterized primarily by the formation of intracellular carotenoids, lipids and lipid-soluble substances. In addition to these metabolites, they may also produce some biosurfactants. This work deals with the production of extracellular lipolytic enzymes and biosurfactants by carotenogenic yeasts Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium macerans, Rhodotorula mucilaginosa and Sporidiobolus pararoseus cultivated mainly on animal waste fat at various C/N ratios (13, 25, 50, 100). Lipase activity was detected in all strains studied. Enzyme activities were measured by spectrophotometric method. Lipase induction has also been observed during cell growth, where several peaks of lipase activity have been reported, suggesting cell-associated lipase and lipase secreted into the environment. Lipase activities have also been found in cultures on glucose and glycerol carbon substrates. Further, the molecular characterization of lipolytic enzymes was performed using polyacrylamide gel electrophoresis. The formation of biosurfactants is to some extent formed by all strains. In particular, the biosurfactants of C. macerans and S. pararoseus yeast have emulsifying and solubilizing properties. Simultaneously with the production of lipase and biosurfactants, the production of characteristic high value added intracellular metabolites in S. pararoseus and R. mucilaginosa was evaluated too.