Original title:
Charakterizace specifických proteinů z vybraných živočišných produktů.
Translated title:
Characterization of specific proteins form selected animal products.
Authors:
Janhuba, Filip ; Obruča, Stanislav (referee) ; Márová, Ivana (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2014
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Diplomová práce byla zaměřena na specifické obranné proteiny z živočišných produktů, zejména na charakterizaci antimikrobiálního proteinu ovotransferinu (též „conalbuminu“) pocházejícího z vaječného bílku, který patří do skupiny transferinů a je do jisté míry analogem laktoferinu v mléce. Ovotransferin má velmi široké spektrum účinků, především antivirové, protirakovinové a imunomodulační. Jeho antimikrobiální aktivita vycházející z možnosti vázat železo je stále předmětem velkého zájmu. Pro srovnání charakteristik ovotransferinu byl použit další obranný vaječný protein, a to lysozym (N-acetylmuramidglykanhydrolasa). V teoretické části diplomové práce byl vypracován přehled o specifických antimikrobiálních proteinech ve vybraných živočišných produktech, kdy byl důraz kladen především na ovotransferin a lysozym. Experimentální část je zaměřena na optimalizaci metod stanovení antimikrobiální aktivity, koncentrace a čistoty těchto proteinů. Pro kvantitativní stanovení celkových proteinů byla využita optimalizovaná Hartree – Lowryho metoda a pro zjištění molekulové hmotnosti a čistoty byla provedena SDS-PAGE s vizualizací pomocí Coomassie Brilliant Blue G250 nebo pomocí barvení stříbrem. V rámci charakterizace byl reálný vzorek vaječného bílku souběžně srovnáván se vzorky antimikrobiálních tablet a s lyofilizovanými vzorky antimikrobiálních proteinů dodanými průmyslovým partnerem a bylo určeno jejich přesné proteinové složení a čistota. Studium antimikrobiální aktivity ovotransferinu bylo prováděno na kulturách bakterie Bacillus subtilis a pro srovnání i na gramnegativní bakterii E. coli. Ovotransferin vykázal antimikrobiální účinek i přes vysoký přídavek (100 mM) hydrogenuhličitanových iontů až při velmi vysokých koncentracích okolo 75 mg/ml (Bacillus subtilis) a 50 mg/ml (E. coli). Inhibiční efekt byl nejvíce patrný v tekutých médiích. U enzymu lysozymu bylo zjištěno, že vykazuje v případě kultury grampozitivních bakterií významnou inhibiční aktivitu již od 0,3 mg/ml. Naopak inhibiční účinek na E. coli pozorován nebyl. V další části byl ovotransferin izolován z vaječného bílku gelovou filtrací na koloně s náplní Sephadex G100. Jako mobilní fáze byly testovány 0,1 M fosfátový a 0,05 M Tris-HCl pufr. Čistota ovotransferinu byla srovnána s komerčním standardem pomocí SDS-PAGE. Na závěr byla testována možnost enkapsulace ovotransferinu a lysozymu do liposomových a chitosanových částic. Vlastnosti připravených částic byly studovány pomocí DLS a měření zeta potenciálu. Studována byla také stabilita částic v modelových fyziologických podmínkách.
The master's thesis is focused on study of specific protective proteins from animal products. Two different types of antimicrobial egg white proteins were studied in detail - antimicrobial protein ovotransferrin (conalbumin) and enzyme lysozyme. Ovotransferrin belongs to transferrin group of proteins and exhibits activities similar to milk protective protein lactoferrin. The main effects of ovotransferrin are antiviral, anticancer and immunomodulatory. Antimicrobial activity of ovotransferrin based on the possibility to bind iron is still a subject of interest. For comparison the second egg protein lysozyme (N-acetyl muramidglycan hydrolase) was used. Lysozyme is a hydrolytic enzyme which primary attack cell wall of bacteria. In the theoretical part of the thesis an overview of the specific antimicrobial proteins in selected animal products was introduced mainly focused on ovotransferrin and lysozyme. The experimental part of this work was focused on optimization of methods for the determination of antimicrobial activity, protein concentration and purity. For quantitative analysis of total proteins, optimized Hartree – Lowry spectrophotometric method was used. For the determination of molecular weight and purity SDS-PAGE was used and stained by Coomassie Brilliant Blue G250 and silver. In experimental part the real sample of egg white was compared with samples of lyophilized antimicrobial proteins and therapeutical pills supplied by industrial partner. Protein composition and purity of these preparative has been determined. Antimicrobial activity of ovotransferrin was studied on cultures of G+ bacterium Bacillus subtilis and for comparison on G– E. coli. Ovotransferrin showed antimicrobial effect only at very high concentrations of about 75 mg/ml (Bacillus subtilis) and 50 mg/ml (E coli) even with addition of high amount (100 mM) of hydrogen carbonate ions. The inhibitory effect was most evident in liquid media. On the other hand, lysozyme exhibited significant inhibitory activity from 0.3 mg/ml on gram positive bacteria. Inhibitory effect on E. coli was not observed. Another part of study was focused on isolation of ovotransferrin from egg white using gel permeation chromatography on Sephadex G100. As mobile phases 0.1 M phosphate buffer and 0.05 M Tris-HCl buffer were tested. By SDS-PAGE the purity of ovotransferin comparing to standard was evaluated. Finally, the encapsulation of ovotransferrin and lysozyme was tested. Ovotransferrin and lysozyme was encapsulated into liposome and chitosan particles. Particles stability, distribution and average size distribution were studied by dynamic light scattering and zeta potential measurement. The stability of particles in the model physiological conditions was studied too.
Keywords:
Bacillus subtilis; Conalbumin; DLS; E. coli; encapsulation; GPC; lysozyme; ovotransferin; SDS-PAGE; Bacillus subtilis; Conalbumin; DLS; E. coli; enkapsulace; GPC; lysozym; ovotransferin; SDS-PAGE
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/11012/30861
guest ::
