Original title: Biotransformace fenolických látek s využitím bakterie Schlegelella thermodepolymerans
Translated title: Biotransformation of phenolic compounds by bacterium Schlegelella thermodepolymerans
Authors: Opial, Tomáš ; Dvořák,, Pavel (referee) ; Obruča, Stanislav (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2023
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Diplomová práca sa zaoberá optimalizáciou biotransformácie kyseliny ferulovej na senzoricky aktívne látky a produkciou P3HB pomocou baktérie Schlegelella thermodepolymerans. Boli prevedené kultivačné experimenty, v ktorých bola použitá kyselina ferulová o rôznej koncentrácii a boli využité štyri kmene baktérie Schlegelella thermodepolymerans. Pozornosť sa venovala modelovému kmeňu DSM 15344 pri ktorom bola vykonaná aj bioinformatická analýza génov kódujúce enzýmy, ktoré katalyzovali biotransformačné reakcie kyseliny ferulovej. Pomocou HPLC boli sledované metabolity kyseliny ferulovej, konkrétne senzoricky aktívne látky ako vanilylalkohol, kyselina vanilová, vanilín a 4-vinylguaiacol. S. thermodepolymerans DSM 15344 preukázala veľmi rýchlu utilizáciu kyseliny ferulovej už v priebehu 8 hodín kultivácie. Najvyššie výťažky metabolitov kyseliny ferulovej boli detegované v čase 8 až 24 hodín v závislosti na počiatočnej koncentrácii kyseliny ferulovej. Hlavnými metabolitmi kyseliny ferulovej bola kyselina vanilová a vanillylalkohol. Najvyššia koncentrácia kyseliny vanilovej bola detegovaná v 16. hodine za využitia kyseliny ferulovej o počiatočnej koncentrácii 0,5 g/l. K najvyššiemu výťažku vanilylalkoholu došlo v čase 8 hodín pri kyseline ferulovej o počiatočnej koncentrácii 0,75 g/l. Okrem biotransformácie kyseliny ferulovej bolo zaznamené aj vyprodukované množstvo P3HB pomocou GC-FID. Schlegelella thermodepolymerans DSM 15344 vyprodukovala najvyššie množstvo P3HB v čase 72 hodín pri najnižšej počiatočnej koncentrácii kyseliny ferulovej (0,25 g/l). V rámci bioinformatickej analýzy bola pomocou dostupných databáz a nástroju BLAST potrvdená prítomnosť jedného génu fcs, to však nestačilo na zostrojenie kompletnej metabolickej dráhy kyseliny ferulovej baktériou S.thermodepolymerans DSM 15344. The diploma thesis deals with the optimization of the biotransformation of ferulic acid into sensory active substances and production of P3HB by bacterium Schlegelella thermodepolymerans. Cultivation experiments were performed in a medium with various concentrations of ferulic acid. Four bacterial strains were used for these experiments. Attention was paid to the model strain DSM 15344, in which a bioinformatic analysis of genes encoding enzymes, that catalyzed the biotransformation reactions of ferulic acid was also performed. Ferulic acid metabolites, specifically sensory active substances such as vanillyl alcohol, vanillic acid, vanillin and 4-vinylguaiacol, were measured by HPLC. S. thermodepolymerans DSM 15344 exhibited a very fast utilization of ferulic acid already within 8 hours of cultivation. The highest yields of ferulic acid metabolites were detected between 8 and 24 hours depending on the initial concentration of ferulic acid. The main metabolites of ferulic acid were vanillic acid and vanillyl alcohol. Vanillic acid reached the highest concentration in 16 hours in the presence of ferulic acid at initial concentration of 0.5 g/l. The highest yield of vanillyl alcohol occurred in 8 hours with ferulic acid at initial concentration of 0.75 g/l. In addition to biotransformation to ferulic acid, the amount of produced P3HB was also measured by GC-FID. Schlegelella thermodepolymerans DSM 15344 produced the highest amount of P3HB at 72 h at the lowest initial concentration of ferulic acid (0.25 g/l). Within the bioinformatic analysis, the presence of one fcs gene was confirmed using the available databases and the BLAST tool, but this was not enough to construct the complete metabolic pathway of ferulic acid by the bacterium S. thermodepolymerans DSM 15344.
Keywords: 4-vinylguaiacol; biotransformation; ferulic acid; P3HB; Schlegelella thermodepolymerans; vanillic acid; vanillin; vanillyl alcohol; 4-vinylguaiacol; biotransformácia; kyselina ferulová; kyselina vanilová; P3HB; Schlegelella thermodepolymerans; vanilylalkohol; vanilín

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/11012/209609

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-525661


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses