Produkce lignin-degradujících enzymů za pomocí plísně Phanerochaete chrysosporium
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Táto diplomová práca sa zaoberá štúdiom produkcie ligninolytických enzýmov produkovaných plesňou P. chrysosporium a následne ich imobilizáciou. Teoretická časť popisuje vybraný produkčný mikroorganizmus, princípy účinku ligninolytických enzýmov (lignín-peroxidázy, mangán-dependentnej peroxidázy a lakázy) a metódy ich imobilizácie. V experimentálnej časti boli sledované optimálne podmienky produkcie lignolytických enzýmov plesňou P. chrysosporium v kultivačných médiách s rôznym obsahom glukózy a dvoch rôznych induktorov: lignínu a guaiacolu. V priebehu 14-dňových kultivačných cyklov bola sledovaná enzýmová aktivita lignín-peroxidázy, mangán-dependentnej peroxidázy a lakázy v jednotlivých dňoch kultivácie. Na základe optimalizovaného postupu produkcie enzýmov boli následne enzýmy imobilizované rôznymi metódami: metódou tvorby enzýmových agregátov (CLEA), adsorpciou na bakteriálnu celulózu (BC) a spojením týchto dvoch metód (CLEA + BC). Ako najúčinnejšia sa ukázala metóda CLEA, u ktorej však nastal problém s izoláciou enzýmových agregátov. Preto bola ako najvýhodnejšia vybraná imobilizácia na bakteriálnej celulóze spojená s tvorbou agregátov. U tejto metódy bola sledovaná aj operačná stabilita imobilizovaných enzýmov v 7. po sebe nasledujúcich reakčných cykloch. Následne boli imobilizáty CLEA a CLEA s BC použité na modifikáciu modelovej fenolickej látky, kde bol vybraný alkalický lignín. U oboch sád imobilizátov bol potvrdený účinok enzýmov na štruktúru lignínu meraním molekulovej hmotnosti (Mw) a indexu polydisperzity (PI).
This diploma thesis deals with the study of the production of ligninolytic enzymes produced by the mold P. chrysosporium and subsequently their immobilization. The theoretical part describes the selected production microorganism, principles of action of ligninolytic enzymes (lignin-peroxidase, manganese-dependent peroxidase and laccase) and methods of their immobilization. In the experimental part, optimal conditions of the production of ligninolytic enzymes by P. chrysosporium were monitored as a composition of culture medium with different glucose content and with using two different inducers: lignin and guaiacol. During the 14-day cultivation cycles, the enzyme activity of lignin-peroxidase, manganese-dependent peroxidase and laccase was monitored on each day of cultivation. Based on the optimized enzyme production procedure, the enzymes were subsequently immobilized by various methods: by method of forming enzyme aggregates (CLEA), adsorption on bacterial cellulose (BC) and a combination of both (CLEA + BC). The CLEA method proved to be the most effective, but there was problem with isolation of enzyme aggregates. Therefore, immobilization on bacterial cellulose associated with the enzymes aggregates was chosen as the most advantageous. With this method, the operational stability of the immobilized enzymes was monitored in 7 consecutive reaction cycles. Subsequently, CLEA and CLEA with BC were used to modify the model phenolic substance, where the alkali lignin was selected. For both sets of immobilizers was confirmed the effect of the enzymes on the lignin structure by measuring the molecular weight (Mw) and polydispersity index (PI).
This diploma thesis deals with the study of the production of ligninolytic enzymes produced by the mold P. chrysosporium and subsequently their immobilization. The theoretical part describes the selected production microorganism, principles of action of ligninolytic enzymes (lignin-peroxidase, manganese-dependent peroxidase and laccase) and methods of their immobilization. In the experimental part, optimal conditions of the production of ligninolytic enzymes by P. chrysosporium were monitored as a composition of culture medium with different glucose content and with using two different inducers: lignin and guaiacol. During the 14-day cultivation cycles, the enzyme activity of lignin-peroxidase, manganese-dependent peroxidase and laccase was monitored on each day of cultivation. Based on the optimized enzyme production procedure, the enzymes were subsequently immobilized by various methods: by method of forming enzyme aggregates (CLEA), adsorption on bacterial cellulose (BC) and a combination of both (CLEA + BC). The CLEA method proved to be the most effective, but there was problem with isolation of enzyme aggregates. Therefore, immobilization on bacterial cellulose associated with the enzymes aggregates was chosen as the most advantageous. With this method, the operational stability of the immobilized enzymes was monitored in 7 consecutive reaction cycles. Subsequently, CLEA and CLEA with BC were used to modify the model phenolic substance, where the alkali lignin was selected. For both sets of immobilizers was confirmed the effect of the enzymes on the lignin structure by measuring the molecular weight (Mw) and polydispersity index (PI).
Description
Citation
PÉČIOVÁ, B. Produkce lignin-degradujících enzymů za pomocí plísně Phanerochaete chrysosporium [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
bez specializace
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Stanislav Kráčmar, DrSc. (člen)
Date of acceptance
2023-05-29
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
V práci jste pracovala jak s imobilizovanými enzymy, tak s volnými enzymy, jaké jsou mezi nimi při práci samotné rozdíly? S kterými jsou při práci větší komplikace? Jaký byl postup imobilizace enzymů? Myslíte, že je výhodnější enzymy imobilizovat? Jaká je finanční náročnost imobilizovat enzymy?
Co jste používali jako substrát při měření enzymatických aktivit? Na co jste vztahovali aktivitu enzymů?
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D.
Ve Vaší práci se zabýváte imobilizací enzymů, které lze využít k hydrolýze ve vodě nerozpustných makromolekul, měli jste na začátku práce obavy s účinnosti? Jaký vliv má difúze?
Imobilizovali jste všechny enzymy? Přidávali jste do média peroxid vodíku? Přidávali jste glukózu do roztoků pro degradaci?
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D.
V práci uvádíte, že jste měřila i celkové množství proteinů, k čemu je to dobré? Jak jste analyzovali celkové množství proteinů?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomantka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení