|
|
Studium metabolismu polyhydroxyalkanoátů u bakterie Rhodospirillum rubrum
Rubanová, Blanka ; Vodička, Juraj (oponent) ; Slaninová, Eva (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem metabolismu polyhydroxyalkanoátů (PHA) u bakterie Rhodospirillum rubrum za odlišných podmínek kultivace. Podmínky se lišily v míře aerace (aerobní, anaerobní, mikroaerobní) a v přítomnosti světelného zdroje (světelná kultivace, temnostní kultivace). Nejprve byly navrženy a otestovány různé objemy média pro nejrychlejší a nejvhodnější kultivaci inokula. Následně byly porovnávány kultivace Rhodospirillum rubrum za různých podmínek z hlediska obsahu PHA pomocí plynové chromatografie. Pro lepší charakterizaci růstu a metabolismu bakterií byly kromě plynové chromatografie použity další doplňkové metody, jako například průtoková cytometrie, UV-VIS spektroskopie (transmisní a difúzně transmisní mód). Z hlediska morfologie buněk byla využita fluorescenční mikroskopie a kryo-skenovací elektronová mikroskopie. Dále byla zkoumána schopnost bakterií syntetizovat barevné pigmenty (karotenoidy a bakteriochlorofyl a). Bakterie byly kultivovány na odlišných typech média (tekuté, pevné), barevné pigmenty byly následně extrahovány a byly vypočtena jejich koncentrace. Pro měření barevných pigmentů byla dále použita UV-VIS spektroskopie, Ramanova spektroskopie a infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR).
|
|
|
Vlastnosti biokompozitů na bázi lněných vláken
Pelánová, Markéta ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Přikryl, Radek (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na kompozity, které jsou tvořené degradovatelnými složkami. Teoretická část se zabývá problematikou kompozitních materiálů, úpravami vláken a vlastnostmi. Účelem této práce je vytvořit kompozit tvořený polyhydroxybutyrátem, který je vyztužený lněnými vlákny s různými úpravami. Dále byl posouzen vliv vyztužujících vláken v kompozitním materiálu na tahové vlastnosti, hydrolytickou stabilitu a rozložitelnost kompozitu v kompostu v laboratorních podmínkách.
|
|
|
Regulovaná produkce polyhydroxyalkanoátů bakterií Ralstonia eutropha s využitím různých typů substrátů
Šnajdar, Ondřej ; Duroňová, Kateřina (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů (PHA) bakterií Ralstonia eutropha. Ke snížení nákladů na vstupní surovinu byla studována produkce PHA s využitím různých typů substrátů. V teoretické části byla zpracována literární rešerše zabývající se nejdůležitějšími typy PHA, produkčními kmeny a možností kultivace bakterie Ralstonia eutropha na různých typech nutričních zdrojů. V praktické části byla studována produkce PHA na různých rostlinných olejích, včetně využití odpadních olejů z různých zdrojů (restaurace, domácnosti, potravinářské podniky). Dále byla v těchto olejích studována inkorporace prekurzorů za účelem řízené produkce kopolymerů. Nejvyšších výtěžků poly-3-hydroxybutyrátu (P3HB) bylo dosaženo použitím odpadních olejů. Z ekonomických a ekologických důvodů jsou tyto oleje velmi vhodným substrátem. Při použití odpadního řepkového oleje z menzy o koncentraci 20 g/l bylo v 84. hodině kultivace získáno 13,32 g/l biomasy s obsahem P3HB 58,63%. Při studiu inkorporace prekurzorů bylo nejvyšších výtěžků dosaženo aplikací 1% propanolu ve 24. hodině, kdy došlo k navýšení výtěžku PHA o 97 %. Vniklý PHA obsahoval 91% 3HB a 9 % 3-hydroxyvalerátu.
|
|
|
Biotechnologická produkce PHA z odpadních substrátů
Krejčiřík, Roman ; Hrabalová, Vendula (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá studiem produkce polyhydroxyalkanoátů za použití extraktu z vinných matolin. Cílem práce bylo zjistit, zda lze využít extrakt z vinných matolin jako substrát pro produkci polyhydroxyalkanoátů (PHA). Na přípravu extraktů byly použity matoliny z odrůd Veltlínské červené rané, Müller Thurgau, Pálava, Sauvignon, Rulandské bílé, Frankovka (růžové víno) a Frankovka (červené víno). Pro tento výzkum byly vybrány termofilní bakterie Schlegelella thermodepolymerans, Caldimonas meghalayensis, Tepidimonas taiwanensis a přírodní izolát s označením 34, ze kterých byl následně vybrán nejlepší PHA producent. Nejlepší přeměnu zbytkových cukrů na PHA prokázala bakterie T. taiwanensis, která poté byla použita na všechny následné kultivace. Nejvyšších koncentrací vyprodukovaného PHA při použití neředěných vzorků bylo dosaženo na extraktech z odrůd Sauvignon a Rulandské bílé. U ostatních extraktů patrně došlo k inhibici látkami obsaženými v extraktu. Za účelem optimalizace bylo provedeno zředění matolinového extraktu s vodou. Nejvyšších koncentrací PHA při použití zředěných extraktů bylo dosaženo u extraktu z odrůd Frankovka (růžové víno) a Frankovka (červené víno).
|
|
|
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů s využitím odpadů kávového průmyslu
Vašíčková, Monika ; Benešová, Pavla (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá produkcí polyhydroxyalkanoátů (PHA) kmeny bakterií Burkholderia cepacia a Burkholderia sacchari. Produkce PHA byla studována s využitím různými způsoby předupravené a hydrolyzované kávové sedliny. V rámci práce byla porovnána standardní metoda hydrolýzy kávové sedliny zředěnou minerální kyselinou a následnou enzymatickou hydrolýzou provedenou pouze pomocí enzymů. Vzniklé hydrolyzáty byly analyzovány se zaměřením na obsahu redukujících sacharidů a výtěžnost hydrolýzy. Z výsledků vyplývá, že nejlepší předpoklady pro produkci PHA měly vzorky vyprodukované bakterií Burkholderia cepacia a to v kultivačním médiu připraveném hydrolýzou kávové sedliny, která byla vystavena extrakci 60% ethanolem. Výtěžek biomasy v tomto médiu byl 3,553 g/l s procentuálním obsahem PHA 32,472% v biomase. Vzniklý PHA obsahoval 6,09% 3-hydroxyvalerátu. V rámci dalšího experimentu byl ověřen alternativní přístup hydrolýzy kávové sedliny, kde byly použity komerčně dostupné enzymy celuláza, hemiceluláza a extracelulární enzymatický koktejl vyprodukovaný plísní schopnou utilizovat kávovou sedlinu. Hemiceluláza se ukázala být nejefektivnějším hydrolytickým enzymem a proto nejvyšší obsah biomasy 5,708 g/l se také nacházel v médiu připraveného hemicelulázou katalyzovanou hydrolýzou kávové sedliny, která byla extrahovaná 60% ethanolem. Nedocházelo zde k produkci kopolymeru P(HB-co-HV), ale jen polymeru PHB, což bylo nejspíše způsobeno tím, že v průběhu enzymatické hydrolýzy nevznikala kyselina levulinová ani žádný jiný potenciální prekurzor 3HV.
|
|
|
Využití metod termické analýzy při fyziologické charakterizaci mikroorganismů
Kočiová, Silvia ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Sedláček, Petr (vedoucí práce)
Táto diplomová práca sa zaoberá využiteľnosťou termickej analýzy pri vplyve stresových faktorov na mikroorganizmy. Hlavným cieľom prezentovanej práce bolo navrhnúť a realizovať sériu experimentov za účelom otestovania využiteľnosti pokročilých metód termickej analýzy pri charakterizácií mikroorganizmov. Ako modelové organizmy boli použité dva bakteriálne kmene: Cupriavidus necator H16 a jeho mutantný kmeň Cupriavidus necator PHB-4, ktorý sa líši v schopnosti produkcie polyhydroxyalkanoátov. Základnou technikou bola termogravimetrická analýza (TGA), ktorá bola optimalizovaná a využitá pri štúdiu transportu vody, správanie a stanovenie obsahu intracelulárnej vody s ohľadom na vplyv prítomnosti intracelulárnych PHB granúl. Výsledky tejto metódy boli následne podporené fotkami z TEM.
|
|
|
Optimalizace postupu izolace a charakterizace amorfních PHB granulí
Kratochvíl, Zdeněk ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Kalina, Michal (vedoucí práce)
V rámci této práce byly nejprve připraveny artificiální PHB granule. Pomocí dynamického a elektroforetického rozptylu světla byl studován vliv použitého rozpouštědla PHB, vliv teploty a délky působení ultrazvukové lázně, vliv teploty odpaření rozpouštědla a vliv povahy stabilizačních látek. Nejvhodnější parametry byly pozorovány u granulí připravených rozpuštěním PHB v chloroformu, stabilizací CTAB nebo lecitinem, ultrasonifikací při 35 °C a následným odpařováním chloroformu při 60 °C. Na základě výsledků ATR-FTIR a Ramanovy spektroskopie bylo zjištěno, že PHB v artificiálních granulích byl krystalický. Nativní PHB granule byly izolovány z bakterií Cupriavidus necator pomocí lysozymu, deoxyribonukleázy a rozrušením buněk ultrazvukem nebo digescí buněk s alkalázou, SDS a EDTA. Granule získané oběma izolačními postupy byly charakterizovány pomocí ATR-FTIR, Ramanovy spektroskopie, technikami rozptylu světla a DSC. Výsledky analýz ukázaly, že druhý zmíněný postup je pro získání polymeru v amorfním stavu mnohem efektivnější. Polymer uvnitř granulí izolovaných tímto způsobem byl navíc i tepelně stabilnější. Nakonec byly vzorky nativních PHB granulí vystaveny vlivu acetonu, lipázy a chlornanu sodného s tím, že by tyto látky měly v různé míře zvýšit krystalinitu polymeru. Nejvyšší krystalinity PHB bylo dosaženo po jejich ošetření lipázou.
|
|
|
Příprava bioaktivních krytů ran a testování jejich interakce s lidskými buňkami
Bendová, Agáta ; Márová, Ivana (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Diplomová práce byla zaměřena na přípravu a optimalizaci přípravy kožních krytů ran z materiálů obohacených bioaktivními složkami. V práci byly připraveny nanovlákenné kryty na bázi polyhydroxybutyrátu a nevlákenné kryty z alginátu a chitosanu. Nanovlákna byla připravována metodami elektrospinning a forcespinning. Bioaktivní složky použité k funkcionalizaci připravených krytů byly rostlinné extrakty, klotrimazol, ampicilin, lysozym a proteolytické enzymy. Teoretická část práce je zaměřena na popis využití nanovlákenných a nevlákenných materiálů v medicíně, charakterizaci materiálů na výrobu krytů a bioaktivních složek. Dále tato část popisuje metody použité pro přípravu a charakterizaci krytů. V praktické části byly připraveny vodné a olejové extrakty z vybraných rostlin, které byly charakterizovány na obsah polyfenolů a antioxidační aktivitu. Pomocí metod elektrospinningu a forcespinningu byly připraveny nanovlákna na bázi PHB. Nanovlákna byla obohacena vybranými rostlinnými olejovými extrakty a klotrimazolem, u takto modifikovaných nanovláken byla určena antioxidační aktivita, krátkodobá a dlouhodobá stabilita. Nevlákenné kryty byly připravovány z alginátu a chitosanu, tyto kryty bylo funkcionalizovány přídavkem vybraných vodných extraktů, ampicilinem, lysozymem, papainem, bromelainem a kolagenasou. U nevlákenných krytů byla stanovena antioxidační aktivita, krátkodobá stabilita a proteolytická aktivita. Připravené kryty byly testovány pro své antimikrobiální účinky na kulturách Micrococcus luteus, Serratia marcescens, Staphylococcus epidermidis a Escherichia coli. Na závěr byly úspěšně připravené kryty s obsahem bioaktivních látek s antioxidačním i antimikrobiálním účinkem podrobeny testům bezpečnosti na humánní buňky. Stanovení bylo provedeno pomocí MTT testu cytotoxicity na lidských keratinocytech HaCaT.
|
|
|
Controlled biotechnological production of polyhydroxyalkanoates
Šnajdar, Ondřej ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with production of polyhydroxyalkanoates (PHA) by bacterial strain Cupriavidus necator H16. Goal of this work was preparation, selection and characterization of mutant strains overproducing PHA. Theoretical focuses on the most important PHA, bacteria Cupriavidus necator and mutagenesis techniques. In practical part mutant strains were prepared through physical and chemical mutagenesis. Mutant strains overproducing PHA were selected by cultivation in mineral medium with oil. For further study, 4 mutant strains overproducing PHA were selected. These mutants were biochemically characterized. Specific activities of several intracellular enzymes including enzymes involved in PHA biosynthesis were measured. Resistance of mutants against oxidative stress was measured as well. Mutant strains overproducing PHA revealed higher enzymatic activities of NADPH producing enzymes. Generally, NADPH is one of the substrates influencing flux of acetyl-CoA throughout the metabolism; higher intracellular concentration of NADPH partially inhibits TCA cycle and activates accumulation of PHA. Therefore, activities of acetoacetyl-CoA reductase and PHB synthase, enzymes directly involved in PHA synthesis were higher as compared to wild strain as well as molecular weight of produced materials. It can be concluded that biotechnologically perspective mutagens capable of PHA overproduction can be prepared by application of chemical and physical mutagens.
|
|
|
Příprava a charakterizace moderních krytů ran
Balášová, Patricie ; Pernicová, Iva (oponent) ; Skoumalová, Petra (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na studium bioaktivních krytů ran. V průběhu práce byly připraveny hydrogelové, lyofilizované a nanovlákenné kryty ran. Hydrogelové a lyofilizované kryty ran byly připravovány na bázi dvou polysacharidů – alginátu a chitosanu. Nanovlákenné kryty ran byly připravovány zvlákněním polyhydroxybutyrátu. Veškeré připravené kryty ran byly obohaceny o bioaktivní látky, které představovaly zástupce analgetik (ibuprofen), antibiotik (ampicilin) a enzymů (kolagenáza). Do hydrogelových a lyofilizovaných krytů ran byly inkorporovány veškeré vybrané aktivní látky, zatímco nanovlákenné kryty byly připraveny pouze s ibuprofenem a ampicilinem. Teoretická část se věnuje anatomii a funkci lidské kůže. Byl zde vysvětlen proces hojení ran a představeny moderní kryty ran dostupné na trhu. Další část byla věnována materiálům na přípravu krytů ran (alginát, chitosan, polyhydroxybutyrát) a aktivním látkám, které byly využity v průběhu experimentální části této práce. V teoretické části byly přiblíženy metody příprav vlákenných krytů ran a taktéž v této práci využité metody testování cytotoxicity. První část experimentální práce byla zaměřena na přípravu již zmíněných krytů ran. U připravených krytů ran se v další části práce sledovaly jejich morfologické změny v čase a taktéž postupné uvolňování inkorporovaných aktivních látek do modelového prostředí. Postupné uvolňování ampicilinu bylo sledováno nejen spektrofotometricky, ale rovněž i pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie. V krytech, ve kterých byla zabudována kolagenáza, se sledovala i konečná proteolytická aktivita tohoto enzymu. Účinek aktivních látek byl pozorován na třech vybraných mikroorganismech: Escherichia coli, Staphylococcus epidermidis a Candida glabrata. Sledován byl rovněž i cytotoxický účinek na humánní buněčnou linii keratinocytů prostřednictvím MTT testu a LDH testu. Proveden byl i test pro sledování rychlosti hojení ran – scratch test.
|
host ::
RSS.