Original title:
Studie interakcí mezi lipázou a uhlíkatým nosičem
Translated title:
Study on interactions between lipase and carbon-based support
Authors:
Hamrlová, Romana ; Voběrková, Stanislava (referee) ; Hermanová, Soňa (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2014
Language:
eng Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[eng][cze]
Tématem diplomové práce je imobilizace lipáz a konkrétně studium interakcí mezi lipázou a nosičem na bázi uhlíku. Lipáza izolovaná z kmene Rhizopus arrhizus byla adsorbována přímo na různé typy grafen oxidu (a1, a, b, c a d) a na grafen oxid typu a1 modifikovaný poly(ethylenglykolem), PEG-a1. Enzym adsorbovaný na nosič a1 byl následně sesítěn pomocí glutaraldehydu a vzorek byl označen jako GA(RA-a1). Vliv hydrofobního charakteru povrchu nosiče na účinnost imobilizace byl potvrzen vyšší úchovou počáteční aktivity enzymu imobilizovaného na více hydrofobním nosiči (nižší koncentrace polárních skupin) i při vyšší koncentraci rozpustného enzymu v roztoku. Stanovení enzymové aktivity bylo provedeno spektrofotometricky za použití p-nitrofenyl laurátu (p-NPL) jako substrátu. Pro imobilizovaný a volný enzym byly stanoveny základní biochemické a kinetické parametry. Optimální pH kovalentně imobilizovaného enzymu bylo posunuto do více kyselého oblasti (pH 7-8) ve srovnání s volným enzymem, kdy bylo optimum dosaženo při pH 9. Tepelná stabilita imobilizovaného enzymu byla výrazně zlepšena v případě vzorku GA(RA-a1), kde bylo aplikován glutaraldehyd po adsorpci enzymu na nosič. Sesíťování adsorbovaného enzymu pomocí glutaraldehydu vedlo ke zlepšení tepelné stability vzorku, a to pravděpodobně v důsledku intermolekulárních kovalentních vazeb. Na základě měření stability enzymu při teplotě 4 C ve fosfátovém pufru bylo prokázáno značné zlepšení úchovy lipolytické aktivity imobilizovaného vzorku oproti volnému enzymu. Volný enzym ztratil více než 84 % své původní aktivity za 42 dní, zatímco imobilizovaný enzym na nosiči c si zachoval 100 % své původní aktivity. Nejlepší stabilitu enzymu při úchově měl nosič c, když si po 180 dnech stále zachoval 87 % své původní aktivity.
The thesis deals with issue of immobilized lipase, which was studied concretely from the aspect of interactions between lipase and carbon-based carrier. Immobilization of lipase from Rhizopus arrhizus (RA) was performed by adsorption onto graphene oxide types of carrier (a1, a, b, c and d) and by covalent attachment onto poly(ethylene glycol) modified carrier a1, PEG-a1. Adsorbed enzyme was additionally cross-linked with glutaraldehyde, GA(RA-a1). The influence of hydrophobic character of the carrier surface was confirmed since enzyme immobilized onto carriers with more hydrophobic surface (less polar groups) achieved higher activity retention at raising enzyme concentration. All activity assays were done spectrophotometrically using p-nitrophenyl laurate (p-NPL) as a substrate. The basic biochemical and kinetics characteristics were determined for immobilized as well as soluble enzyme. The pH optimum of covalently attached and adsorbed enzyme was shifted to more acidic environment (pH 7-8), whereas for soluble enzyme the optimum was achieved at pH 9. The thermostability of immobilized samples was significantly improved in the case of GA(RA-a1), where the glutaraldehyde chemistry was additionally involved. The glutaraldehyde cross-linking of adsorbed enzyme lead to the enhancement of the thermostability, which may be the consequence of intermolecular covalent linkage. The storage stability evaluation showed great improvement of lipolytic activity retention during the condition of the samples at 4 °C in phosphate buffer. Soluble enzyme lost more than 84 % of its initial activity after 42 days, while the immobilized enzyme onto c carrier kept still 100 % of its initial activity. The best storage stability showed the c carrier while after 180 days still kept 87 % of its initial activity.
Keywords:
Grafen oxid; imobilizační metody; lipáza z Rhizopus arrhizus; Graphene oxide; immobilization methods; Rhizopus arrhizus lipase
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/30892
guest ::
