|
|
PRODUCTION OF BETA-GLUCANS AND OTHER POLYSACCHARIDES BY YEAST AND MICROALGAE
Byrtusová, Dana ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Kovalčík, Adriána (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Beta ()–glucans are polysaccharides composed of D-glucose monomers. Nowadays, -glucans are gaining attention due to their attractive immunomodulatory biological activities, which can be utilized in pharmaceutical or food supplementation industries. Nowadays, the only biotechnological yeast source is Saccharomyces cerevisiae. However, some carotenogenic Basidiomycetes yeasts, previously explored for lipid and carotenoids co-production, could potentially co-produce a significant amount of –glucan. In the present Doctoral Thesis, the culture conditions were optimized for the production of -glucans and other microbial polysaccharides at carotenogenic yeast and microalgae. The genera of Rhodotorula, Sporobolomyces, Cystofilobasidium, and Dioshegia were tested. From non-carotenogenic yeast, the Metschnikowia genera and some ascomycetes yeast were selected together with some green and red algal strains. The experimental part is focused also on the possibility of co-production of other metabolites, like lipids, pigments, and extracellular polymers. In the first part of the experiment, the effect of four C/N ratios (10:1, 40:1, 70:1 and 100:1) on the production of biomass, -glucans, carotenoids, and lipids was evaluated et yeast strains. From all strains, the S. cerevisiae CCY 21-4-102, C. infirmominiatum CCY 17-18-4, P. rhodozyma CCY 77-1-1 and R. kratochvilovae CCY 20-2-26 exhibited the highest -glucans production and were chosen for next analysis, mainly salt stress, temperature, and nitrogen sources in the culture medium. Additionally, R. kratochvilovae CCY 20-2-26 produces extracellular glycolipids and S. pararoseus CCY 19-9-6 extracellular polysaccharides. Next, the diversity of -glucan content among the other twelve Saccharomyces strains and polysaccharides production at microalgae was assessed.
|
|
|
Kultivace mikrořas a karotenogenních kvasinek ve stresových podmínkách
Sniegoňová, Pavlína ; Skoumalová, Petra (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
V biotechnologickém průmyslu se čím dál více využívají mikroorganismy, jako jsou mikrořasy či karotenogenní kvasinky k produkci vybraných látek či k možnosti valorizace odpadu. Mezi metabolity produkované těmito mikroorganismy patří karotenoidy, což jsou přirozená barviva mající antioxidační a další biologické účinky. Další významné produkované látky patří lipidy, které zastupují velkou škálu látek v živých organismech. Tvoří například buněčné membrány a slouží jako rezerva energie. Využit těchto látek lze v potravinářském, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu, ale také k produkci biopaliv. Teoretická část je věnována popisu vybraných rodů mikroorganismů, jejich kultivaci a produkovaných metabolitů. Dále jsou zde zmíněny stresové faktory, kterým byly tyto organismy vystaveny a analytické metody použity pro zjištění zastoupení produkovaných metabolitů. V další části byly srovnány produkční vlastnosti vybraných mikroorganismů v závislosti na použitém stresovém faktoru. Z kvasinkových kmenů dosahovaly zvýšené produkce lipidů kmeny C. macerans a S. metaroseus při vyšší koncentraci FeCl3. Při použití syrovátky jako zdroje uhlíku docházelo u kvasinek zpravidla ke snížené produkci karotenoidů. U řas a sinic docházelo k nejvyšší produkci lipidů u kmenů S. acutus a D. quadricaudea. Produkce karotenoidů závisela na použitém stresu a nejvyšších produkcí dosahovaly kmeny C. sorokiniana, C. reinhardtii, D.quadricaudea a Coccomyxa sp.
|
|
|
Vliv stresu a nutričních podmínek na metabolismus karotenogenních kvasinek a mikrořas
Sikorová, Pavlína ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývala především vlivem biologického stresu (kokultivací) na růst a metabolismus vybraných karotenogenních kvasinek a mikrořas. Metabolity těchto mikroorganismů jsou chlorofyly a karotenoidy, což jsou přírodní pigmenty sloužící jako antioxidanty. Kokultivace teoreticky spočívá v tom, že se mikroorganismy vzájemně podporují v růstu a v produkci metabolitů, což by mělo za následek zvýšenou produkci již zmíněných chlorofylů a karotenoidů. Teoretická část práce je zaměřená na popis vybraných druhů kvasinek a mikrořas a dále podrobněji rozebírá témata stresových faktorů v závislosti na růstu a metbolismu mikroorganismů. Experimentální část se poté zabývá různými druhy kultivací a kokultivací a snaží se optimalizovat produkční média a najít nejlepší symbiotické kvasinky a mikrořasy. Také se zde řeší otázka různých poměrů mikroorganimsů v kokultivacích. Použité kvasinky byly Rhodotorula kratochvilovae, Rhodosporidium toruloides a Phaffia rhodozyma. Kultivovanými mikrořasami byly Desmodesmus acutus, Desmodesmus quadricauda, Coccomyxa sp., Chlorella sorokiniana, Chlamydomonas reinhardtii a Scenedesmus obliquus. Kultivovanou sinicí byl Synechoccocus nidulans. Nejúspěšnějsím kokultivačním experimentem ve všech směrech se ukázala být kokultivace R. kratochvilovae s řasou Desm. quadricauda. Tento experiment byl velmi úspěšný ve všech ohledech.
|
|
|
Stanovení biologicky aktivních metabolitů jednobuněčných řas za různých kultivačních podmínek
Malyugina, Svetlana
Tato diplomová práce se zabývá vlivem kultivačních podmínek na produkci sekundár-ních metabolitů u zelené mikrořasy Scenedesmus quadricauda. Během experimentu byl sledován vliv pH, ultrafialového záření, intenzity osvětlení a různých teplotních pod-mínek na množství biologicky aktivních metabolitů (polyfenolických látek, flavonoidů, antioxidantů). Metabolity byly stanoveny pomocí biochemických analytických metod. Celkový obsah polyfenolů byl stanoven pomocí Folin-Ciucalteuové metody, která je založena na reakci fenolů s Folin - Ciocalteuvovým reagentem. Celkový obsah flavo-noidů byl stanoven spektrofotometricky za použití AlCl3.6H2O s přídavkem NaNO2 a 1 M NaOH. Celková antioxidační kapacita (TAC) byla stanovena pomocí fosfomoly-bdenanového komplexu. Během experimentu byla pozorována a analyzována závislost produkce sekundárních metabolitů na podmínkách kultivace. UV-C záření působilo stimulačně na TAC, přitom největší hodnota byla zaznamenána při působení po dobu 30 minut. Antioxidační kapacita nebyla ovlivněna působením intenzity záření ani tep-lotními změnami kultivačních podmínek . Bylo zaznamenáno zvýšení TAC u vzorků kultivovaných v médiu o kyselém pH (4 a 5). Obsah polyfenolických a flavonoidních sloučenin účinkem vysoké intenzity ozáření (3500 a 4000 lx) a také vysokých teplot (35 °C, 40 °C) klesl. Naopak změna pH a UV-C stimulovalo biosyntézu jak polyfenolic-kých látek, tak flavonoidů. Největší nárůst těchto látek pak byl zaznamenán u média s pH=4 a době působení UV-C po dubu 5 min/den.
|
|
|
Vliv nanočástic na produkci karotenoidních a polyfenolických látek u Chlorella vulgaris
Zronková, Veronika
Mikrořasy jsou čím dál více zapojovány do jídelníčku díky svým blahodárným účinkům na lidské zdraví a z tohoto důvodu jsou stále více studovány. S dnešní dobou souvisí také rozvíjející se věda nanotechnologií. Nežádoucí vlivy nanočástic oxidu měďnatého (CuO) přitahuje v dnešní době stále více pozornost. Jelikož také roste poptávka po fosilních palivech, a zároveň vzrůstá množství CO2 v ovzduší, mohly by mikrořasy díky svému rychlému růstu v budoucnu sloužit jako obnovitelné zdroje paliv. V diplomové práci jsem se zabývala množstvím karotenoidních a polyfenolyckých látek v řase Chlorella vulgaris po působení CuO nanočástic. Experimentální část shrnuje výsledky, že CuO nanočástice způsobily pokles chlorofylu a u koncentrace 25 mg/l CuO nanočástic až o 60 %, dále došlo významně k poklesu chlorofylu b a karotenoidů. Hladina polyfenolů aflavonoidů byla v biomase změněna minimálně. Naopak s použitím vzrůstajících koncentrací CuO nanočástic jsem pomocí SPOT testu zjistila zvyšování množství biomasy v řase. U vybraných sekundárních metabolitů došlo k významným změnám. Největší statisticky významný (p<0,01) vzrůst množství u koncentrace 5 mg/l (1,08 ± 0,05 µg/g sušiny) byl zaznamenán u pOHbenzaldehydu, kde nastal nárůst vzhledem ke kontrole o 42 %. Naopak rapidní pokles byl zaznamenán u koncentrace 25 mg/l, (0,06 ± 0,04 µg/g sušiny).
|
|
|
Biosyntéza sekundárních metabolitů u Scenedesmus quadricauda v přítomnosti nanočástic
Kučerová, Dana
Teoretická část této diplomové práce se zabývá řasami, primárním a sekundárním metabolismem rostlin, tvorbou reaktivních forem kyslíku a vznikem oxidačního stresu. Dále popisuje sekundární metabolity, charakteristiku nanočástic a jejich vliv na mikrořasy. Experimentální část se zabývá vlivem nanočástic ZnO na sekundární metabolismus u Scenedesmus quadricauda. Nejprve byl pozorován vliv daných koncentrací nanočástic ZnO na růst mikrořasy. Poté byl spektrofotometricky stanoven obsah fotosyntetických pigmentů, celkových polyfenolů, flavonoidů a stanovena celková antioxidační kapacita. Dále byla sledována změna obsahu vybraných sekundárních metabolitů po ošetření danými koncentracemi nanočástic ZnO pomocí HPLC. Vybrané koncentrace nanočástic ZnO v prvních 4 dnech převážně stimulovaly růst mikrořasy v porovnání s kontrolním vzorkem, poté již na růst působily inhibičně. Obsah fotosyntetických pigmentů byl u vzorků ošetřených nanočásticemi ZnO nižší než u kontrolního vzorku. Dále také došlo ke změně obsahu vybraných sekundárních metabolitů, celkových polyfenolů a flavonoidů.
|
|
|
Utilization of algae in the food industry
Patloková, Kateřina
Bakalářská práce s názvem Využití řas v potravinářském průmyslu je primárně zaměřena na charakteristiku a systematickou klasifikaci všech významných druhů cyanobakterií (sinic), mikrořas a makrořas, které mohou být běžně konzumovány v čerstvé podobě nebo kulinářsky zpracovány do různých pokrmů. Řasy jsou také navíc významným zdrojem mnoha látek často využívaných v potravinářském průmyslu. Proto jsou do druhé části literárního přehledu zahrnuty kapitoly o dalším použití jako je extrakce hydrokoloidů, získávání nutričních látek nebo přírodních barviv. V práci se zároveň snažím informovat čtenáře o alternativních způsobech zdravého a ekologicky udržitelného stravování předložením mnoha záznamů o příznivých zdravotních účincích řas. Všechny vědecké názvy rostlin používané v této práci jsou převzaty z taxonomického konceptu, které v roce 2015 publikoval Ruggiero a kol a současně z celosvětové elektronické publikace získané ze Světového registru mořských druhů (Guiry & Guiry, 2019). Práce je završením mého studia v Norsku v roce 2017, které značně obohatilo mé znalosti v oboru produkce řas.
|
|
|
Vliv inhibitorů BSO, Lycorine a AIP na biosyntézu sekundárních metabolitů jednobuněčné řasy Scenedesmus quadricauda
Rankić, Ivan
Teoretický přehled shrnuje charakteristiku řas a jejich primární i sekundární metabolismus. Zabývá se také jednotlivými inhibitory syntézy kyseliny askorbové, glutationu a polyfenolických látek. Praktická část studuje vliv vybraných inhibitorů (BSO, Lyc, AIP) a CdCl2 na produkci sekundárních metabolitů a růst biomasy u zelené mikrořasy Scenedesmus quadricauda. Obsah sekundárních metabolitů (např. kyselina kávová, kyselina chlorogenová, kyselina salicylová, kyselina skořicová, kyselina p-kumarová) byl detekován pomocí HPLC-MS. Dále byla stanovena celková antioxidační kapacita, celkový obsah polyfenolů a flavonoidů spektrofotometrickou metodou. Všechny použité inhibitory redukovaly růst S. quadricauda v porovnání s kontrolními vzorky. Nejvýraznějšího inhibičního efektu bylo pozorováno ve vzorcích ošetřených Lyc + Cd po 7 dnech experimentu. Všechny ošetřené vzorky reagovaly na stresové faktory zmíněných koncentrací (inhibitory, Cd) změnou metabolických drah a inhibicí růstu. Důsledkem byly změny ve složení a množství vybraných sekundárních metabolitů oproti kontrolnímu vzorku. Zároveň ve většině případů došlo ke stimulaci biosyntézy polyfenolických a flavonoidních látek. Pravděpodobně došlo k narušení oxidačně redukční rovnováhy a vyvolání oxidačního stresu.
|
|
|
Sekundární metabolismus jednobuněčných řas v přítomnosti nanočástic =: Secondary metabolism of unicellular algae in the presence of nanoparticles /
Strejčková, Aneta
Tato práce shrnuje významné informace o mikrořasách a nanočásticích. Zabývá se možným mechanismem účinku nanočástic, popisuje některé nejvíce využívané nanočástice a shrnuje dostupné informace o jejich toxickém působení u řas. Hlavní výzkumná část práce se zabývá vlivem nanočástic na sekundární metabolismus jednobuněčných řas, zaměřený zejména na fenolické látky a jejich roli v antioxidační odpovědi mikrořas. Míra oxidačního stresu byla hodnocena pomocí růstu biomasy, celkové antioxidační kapacity a změn v obsahu látek gluta-tion-askorbátového cyklu. V rámci práce byly sledovány také karotenoidy, chlorofyly, vita-míny, které hrají roli významných antioxidantů a látky methioninového cyklu. Celkové flavonoidní látky a polyfenoly byly stanoveny spektrofotometrickou metodou. Stejná metoda byla použita pro sledování růstu řas, celkové antioxidační kapacity, obsahu chlorofylů a karotenoidů. Obsah jednotlivých fenolických látek, stejně jako vitamínů a látek glutation-askorbátového a methioninového cyklu, byl zjišťován pomocí kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí.
|
|
|
MikroRNA jednobuněčných řas a rostlin a vliv abiotických stresových faktorů =: MicroRNA in plants and unicellular algae under abiotic stress factors /
Koláčková, Martina
Stresová signalizace reguluje proteiny kritické pro přeprogramování metabolické biosyntézy a genové exprese, aby bylo dosaženo homeostázy a buněčné stability za stresových podmínek. Pochopení podstaty stresové signalizace a odpovědi může zlepšit odolnost rostlin či řas vůči stresu. Teoretická část shrnuje dosavadní znalosti o biosyntetické dráze a rolích miRNA a představuje vybrané modelové organismy (Chlamydomonas, Arabidopsis). Zabývá se také abiotickým stresem a hledá souvislosti mezi abiotickými faktory, sekundárními metabolity a miRNA. Experimentální část se věnuje vybraným abiotickým faktorům (lykorin, UV-C záření, ZnSe kvantové tečky, CO2) a jejich vlivu na Chlamydomonas reinhardtii a Arabidopsis thaliana. Bylo zjištěno, že ZnSe nanočástice ve formě 100 a 250µM postřiku způsobily oxidační stres v listech bez morfologických změn u Arabidopsis thaliana. Současně 250µM koncentrace inhibovala životaschopnost Agrobacterium tumefaciens, gramnegativních bakterií napadající rostliny, o 60 %. Dále byla identifikována biochemická, molekulární a posttranskripční podstata mechanismu regulační odpovědi Chlamydomonas reinhardtii vystavené UV-C záření a lykorinu. Blíže byly studovány 3 konkrétní miRNA (Cre06.g281600, Cre06.g30900, Cre16.g662600) v souvislosti s mechanismem regulace metabolismu uhlíku (CCM) u Chlamydomonas reinhardtii. Exprese zmíněných miRNA vykazovala pozitivní korelaci s hladinami cílových transkriptů. Tato zjištění odhalila regulační funkci miRNA během CCM adaptaci a potenciální možnost zvýšit účinnost fotosyntézy. I přesto role epigenetiky zahrnující miRNA interferenci skrývá u jednobuněčných řas mnoho nejasností.
|
host ::
RSS.