Využití vybraných extremofilních bakterií k produkci bioplastů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Tato bakalářská práce je zaměřena na studium biotechnologického potenciálu termofilních bakterií Tepidiphilus thermophilus, Tepidimonas taiwanensis a Tepidimonas fonticaldi. Cílem práce bylo prozkoumat schopnost bakterií produkovat polyhydroxyalkanoáty (PHA). V teoretické části je zahrnuta charakteristika PHA a extremofilních bakterií. V experimentální části byly zkoumané bakterie testovány pomocí molekulárně biologické metody PCR na přítomnost genu phaC kódujícího PHA syntázu první třídy. Přítomnost genu phaC byla potvrzena u bakteriálních kmenů Tepidiphilus thermophilus a Tepidimonas taiwanensis. U všech vybraných mikroorganismů byla prověřována schopnost produkce PHA na různých zdrojích uhlíku, byly stanoveny optimální teploty pro kultivaci a přídavkem prekurzorů do produkčního média byla zjišťována schopnost syntézy kopolymerů. Nejintenzivnější produkce PHA byla zaznamenána u bakteriálního kmene Tepidimonas taiwanensis, avšak ostatní kmeny byly také schopny tvořit PHA. U některých kmenů byla prokázána i schopnost produkce kopolymerů P(3HB-co-3HV) nebo P(3HB-co-4HB). Významné množství P(3HB-co-3HV) bylo získáno při použití kmene Tepidimonas taiwanensis. U kmene Tepidimonas taiwanensis byla testována schopnost využití různých modelových hydrolyzátů k tvorbě PHA. K nejvyššímu zisku PHA došlo při použití modelového hydrolyzátu měkkého dřeva. Dále byla testována schopnost tvorby proteáz vybranými kmeny bakterií. Přítomnost těchto enzymů byla zjištěna u kmene Tepidimonas taiwanensis, u kterého následovalo stanovení teplotního optima proteáz, pH optima proteáz a jejich molekulové velikosti.
This bachelor thesis is focused on the study of the biotechnological potential of thermophilic bacteria Tepidiphilus thermophilus, Tepidimonas taiwanensis and Tepidimonas fonticaldi. The aim of this work was to investigate the ability of bacteria to produce polyhydroxyalkanoates (PHA). The theoretical part includes the characteristics of PHA and extremophilic bacteria. In the experimental part, the investigated bacteria were tested by molecular technique PCR for the presence of the phaC gene encoding for the first class PHA synthase. The presence of the phaC gene was confirmed in bacterial strains Tepidiphilus thermophilus and Tepidimonas taiwanensis. The ability of PHA production on various carbon sources was examined for all the selected microorganisms, optimal temperatures for cultivation were determined, and the ability to synthesize copolymers was investigated by adding suitable precursors to the production medium. The most intensive PHA production was recorded in the bacterial strain Tepidimonas taiwanensis, but other strains were also able to produce PHA. The ability to produce P(3HB-co-3HV) or P(3HB-co-4HB) copolymers has also been demonstrated in some strains. A significant amount of P(3HB-co-3HV) was obtained using the Tepidimonas taiwanensis strain. Morever, Tepidimonas taiwanensis strain was also tested for its ability to use various model lignocellulose hydrolysates to form PHA. The highest PHA gain was obtained using model hydrolysate of softwood. Furthermore, the ability of proteases production by selected bacterial strains was tested. The presence of these enzymes was detected in the Tepidimonas taiwanensis strain, which was followed by determination of the temperature optima of the proteases, the pH optima of the proteases and also of their molecular weights.
This bachelor thesis is focused on the study of the biotechnological potential of thermophilic bacteria Tepidiphilus thermophilus, Tepidimonas taiwanensis and Tepidimonas fonticaldi. The aim of this work was to investigate the ability of bacteria to produce polyhydroxyalkanoates (PHA). The theoretical part includes the characteristics of PHA and extremophilic bacteria. In the experimental part, the investigated bacteria were tested by molecular technique PCR for the presence of the phaC gene encoding for the first class PHA synthase. The presence of the phaC gene was confirmed in bacterial strains Tepidiphilus thermophilus and Tepidimonas taiwanensis. The ability of PHA production on various carbon sources was examined for all the selected microorganisms, optimal temperatures for cultivation were determined, and the ability to synthesize copolymers was investigated by adding suitable precursors to the production medium. The most intensive PHA production was recorded in the bacterial strain Tepidimonas taiwanensis, but other strains were also able to produce PHA. The ability to produce P(3HB-co-3HV) or P(3HB-co-4HB) copolymers has also been demonstrated in some strains. A significant amount of P(3HB-co-3HV) was obtained using the Tepidimonas taiwanensis strain. Morever, Tepidimonas taiwanensis strain was also tested for its ability to use various model lignocellulose hydrolysates to form PHA. The highest PHA gain was obtained using model hydrolysate of softwood. Furthermore, the ability of proteases production by selected bacterial strains was tested. The presence of these enzymes was detected in the Tepidimonas taiwanensis strain, which was followed by determination of the temperature optima of the proteases, the pH optima of the proteases and also of their molecular weights.
Description
Keywords
Polyhydroxyalkanoáty (PHA), termofilní mikroorganismy, Tepidiphilus thermophilus, Tepidimonas taiwanensis, Tepidimonas fonticaldi, alkalické proteázy, Polyhydroxyalkonoate (PHA), thermophilic microorganisms, Tepidiphilus thermophilus, Tepidimonas taiwanensis, Tepidimonas fonticaldi, alkaline protease
Citation
VIDLÁKOVÁ, M. Využití vybraných extremofilních bakterií k produkci bioplastů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2020.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2020-09-09
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. Márová: Máte termofilní bakterie s optimem růstu 50°C, uvedla jste, že optimem produkované proteázy je 70°C nebo více. Máte toto teplotní optimum pro aktivitu enzymu ověřeno?
doc. Diviš: Co je znamená zkratka LMG?
doc. Kovalčík: Na jakém základě byly voleny použité mikroorganismy?
Studentka zodpověděla na všechny dotazy členů komise, které byly v průběhu diskuze na dané téma vzneseny. Po diskuzi následovalo hodnocení závěrečné práce. Studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice i schopnost samostatné prezentace získaných výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení