Charakterizace kolagenu izolovaného z různých živočišných tkání

Abstract

Cílem předložené diplomové práce je optimalizace postupu izolace kolagenu z živočišných tkání, optimalizace metod molekulární charakterizace izolátů a testování jejich stability. V rámci experimentální části práce byly provedeny izolace kolagenu z živočišných tkání (kuřecí, slepičí, kapří a vepřová kůže). Koncentrace celkových proteinů byla stanovena Biuretovou metodou a metodou TNBSA. Obě tyto metody byly použity také při studiu fyziologické a tepelné stability izolátů v modelových prostředích. Molekulární charakterizace vyizolovaného kolagenu byla provedena PAGE–SDS elektroforézou a mikročipovou elektroforézou. Mechanické vlastnosti byly ověřeny viskozimetricky. Dále bylo analyzováno aminokyselinové složení a obsah stopových prvků. Stabilita izolovaných preparátů byla testována v různých typech simulovaného fyziologického i patologického prostředí. Izolace kolagenu z kuřecí kůže poskytla poměrně uspokojivé výtěžky, bylo získáno až 15 % purifikovaného kolagenu z původní hmotnosti biologického materiálu. Ve všech analyzovaných tkáních byl nalezen kolagen typu I. Tepelná stabilita preparátů se lišila v závislosti na typu organismu i na jeho stáří. Viskozimetrické měření potvrdilo vyšší termostabilitu u kolagenu získaného ze starších jedinců. Kolagenáza vykazovala nejnižší degradační efekt na hovězí kolagen, zatímco efekt vybraných směsných preparátů mikrobiálních hydroláz se lišil v závislosti na typu enzymového preparátu. Inkubace s potenciálními humánními mikrobiálními patogeny potvrdila vyšší odolnost vůči tvorbě biofilmu u hovězího kolagenu ve srovnání s kuřecím.

The aim of the proposed diploma thesis is to optimize the procedure of collagen isolation from animal tissues and methods for molecular characterization of isolates. In experimental part, isolations of collagens from animal tissues (chicken, hen, carp, and pork skin) were performed. Total protein concentration was determined by Biuret method and by TNBSA method. Both methods were used also in order to study physiological and thermal stability of the isolates under model conditions. Isolated collagens were characterized at molecular level using PAGE–SDS and microfluidic electrophoresis. Further, amino acids composition and microelement content were analyzed. Finally, the stability of isolated collagens in several types of simulated physiological and pathological conditions was tested too. During isolation relatively sufficient collagen yields were obtained (about 15 % of purified collagen per original mass of biological material). In all analyzed tissues Type I collagen was found. Thermal stability of individual samples differed according to biological source type and tissue age. Viscosimetry measurements confirmed higher stability in collagen samples of older animals. Collagenase exhibited the lowest degradation effect to bovine collagen, while selected mixed microbial hydrolases differed according to enzyme preparative type. Incubation of collagen isolates with selected human pathogens confirmed higher resistance of bovine collagen to biofilm formation when compared with the chicken one.