|
|
Antimikrobiální peptidy a možnosti jejich aplikace do potravin
Janhuba, Filip ; Petrik, Siniša (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce je zaměřená na studium antimikrobiálních peptidů a možnosti jejich aplikace do potravin. Pozornost byla zaměřena zejména na bakteriocin nisin a antimikrobiální enzym lysozym. V teoretické části byla zpracována literární rešerše zaměřená na přehled antimikrobiálních peptidu používaných v potravinářství. V rámci experimentální části práce byla provedena optimalizace metod stanovení koncentrace antimikrobiálních látek. Byly vyzkoušeny jak spektrofotometrické metody kvantitativní analýzy celkových proteinů, tak rovněž stanovení metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie. Pro určení molekulové hmotnosti a čistoty byla použita modifikovaná SDS-PAGE s přídavkem močoviny a tricinového pufru. Dále byly testovány možnosti enkapsulace nisinu do liposomů. Enkapsulované částice byly připraveny pomocí tří postupů: ultrazvuku, etanolového vstřikování a metody TLE. Částice byly podrobeny studiu stability a distribuce velikosti částic metodou dynamického rozptylu světla. Dále byla sledována i stabilita enkapsulovaných peptidů v modelových podmínkách a potravinách. Nakonec byly u vybraných peptidů studovány antibakteriální vlastnosti s použitím kultur bakterie Bacillus subtilis, kde zejména nisin vykázal antimikrobiální efekt již v nízkých koncentracích - okolo 1 µg/ml. Inhibiční efekt nisinu byl patrný především v tekutých kulturách.
|
|
|
Optimalizace produkce vybraných enzymů pomocí Bacillus subtilis
Slavíčková, Radka ; Omelková, Jiřina (oponent) ; Hermanová, Soňa (vedoucí práce)
V diplomové práci byla studována optimalizace produkce lipolytických enzymů při submerzním způsobu kultivace Bacillus subtilis (BS). Produkce lipolytických enzymů byla testovaná v prostředí tří živných médií, která se lišila zejména hlavními zdroji uhlíku, resp. dusíku. První médium obsahovalo zejména extrakt z telecího mozku a hovězího srdce (BHIB), druhé médium pepton a kvasniční extrakt (NB) a třetí živné médium pepton a kvasniční extrakt s přídavkem 2% (w/v) glukózy (NBG). Nejvyšší lipolytické aktivity (0,0784 Uml-1) bylo dosaženo v médiu NBG, přičemž ve všech médiích bylo pozorováno maximum před koncem exponenciální fáze růstu. V NBG médiu bylo následně stanoveno teplotní optimum v rozmezí 30 - 50 °C, pH optimum v rozmezí 5 - 11 a tepelná stabilita lipolytických enzymů produkovaných BS. Aktivita byla stanovena spektrometricky za použití p-nitrofenyllaurátu jako substrátu. Produkované lipolytické enzymy vykazovaly nejvyšší aktivitu při teplotě 37 °C a v alkalické oblasti pH = 8,0. Měření tepelné stability ukázalo, že se jedná o poměrně termostabilní enzymy, které si i po 1 hodině kultivace při 30 - 50 °C zachovaly 100 % aktivity. Přítomnost 1% (w/v) olivového oleje v médiu NBG způsobovala po 14 dnech kultivace pokles lipolytické aktivity o 65 % a pokles hodnoty pH z 6,5 na 5,4. Po nahrazení glukózy fruktózou v živném médiu NBG vykazovala lipolytická aktivita během prvních 7 dní kultivace srovnatelné hodnoty, avšak po 14 dnech kultivace byl zaznamenán již pokles lipolytické aktivity o 29 %. Metodika identifikace lipolytických enzymů BS pomocí peptidového mapování byla vyvinuta za účelem porozumnění potenciálu syntetického polyesteru- poly(e-kaprolaktonu) působit jako induktor tvorby lipáz. Degradační studie komerčního polyesteru poly(e-kaprolaktonu) byla vedena při submerzním způsobu kultivace Bacillus subtilis v médiu NBG při počáteční hodnotě pH 7,0 a teplotě 30 °C po dobu 14 dnů. PCL (Mn=10 000, Mw=14 000) byl studován ve formě filmů (1,0 x 1,0 cm), které byly připraveny lisováním, ochlazováním taveniny na 4 °C a odpařováním dichlormetanu z 2% roztoku. U degradovaných filmů v závislosti na způsobu jejich přípravy byl pozorován po 14 dnech úbytek hmotnosti (7,8 - 17,0 hm. %.) a vznik četných děr a prasklin na povrchu vzorků. V degradačním médiu byly naměřeny hodnoty lipolytické aktivity vyšší o 9 - 17 % ve srovnání s kontrolními vzorky. Denzitometrické sledování nárůstu buněčné hmoty ukázalo rovněž vyšší hodnoty zákalů v degradačním médiu v porovnání s kontrolními vzorky. Na základě naměřených výsledků lze navrhnout, že studované vzorky byly degradovány v důsledku působení BS.
|
|
|
Microbial Degradation of Polycaprolactone-based Materials
Damborský, Pavel ; Stratilová, Eva (oponent) ; Hermanová, Soňa (vedoucí práce)
The thesis deals with the issue of the effect of nutritious factors and aeration on Bacillus subtilis (CCM 1999) lipase production, which was studied from the viewpoint of the crucial action of lipases on polyester chains degradation. The parameters such as bacterial growth, lipolytic activity, pH optimum, temperature optimum, thermal stability, proteolytic activity, the amount of proteins, etc. were determined in three types of media inoculated by Bacillus subtilis. One sample set of media: peptone and yeast extract (NB), medium consisted in peptone and yeast extract with the addition of 2% (w/v) glucose (NBG) and mineral solution with yeast extract (MS-YE) contained poly(-caprolactone), PCL film (Mn = 10 kDa, = 1.4). Experiments were performed for 21 days under shaking at 160 and 200 rpm. The presence of PCL caused in both types of media (NB, NBG) higher values of lipolytic activity of Bacillus subtilis indicating the participation of released low-molecular weight species as the products of PCL biodegradation. In BS-inoculated MS-YE medium low lipolytic activity of Bacillus subtilis as compared with those measured in NB and NBG media was determined even in the presence of PCL. During experiment pH value shifted from neutral (pH 7.0) to alkaline (pH 8.5 – 9.3) region for all types of media with and without PCL specimens. This fact indicates negligible pH changes in microenvironment due to the degradation products and/or metabolites. Lipolytic enzymes determined in supernatants free of bacterial cells have shown two pH optima in the presence of PCL, at pH 7 and 9. Lipase in the absence of polymer displayed optimum pH of 7. Measurement of thermal stability demonstrated that extracellular lipases as relative thermostable enzyme especially in the absence of polymer. The basic proteomic analysis by peptide mass fingerprint (PMF) of lipases produced by Bacillus subtilis at NBG medium after one week of cultivation was performed. The presence of proteins with molecular weight (19.3 kDa) close to that reported for lipases was verified through FPLC. Both SDS-PAGE and IEF-PAGE indicated presence of these proteins in both studied media (NBG vs. NBG/PCL). However, no differences have been found in the presence of PCL and no lipase was truly identified through MALDI-TOF mass spectrometry. The occurrence of degradation process in PCL samples was also documented by their gradual weight loss, which was seen in all media types as the synergic effect of lipase- and base-catalyzed ester bond scission. Model degradation study of PCL and its composite with graphene oxide (2.7 wt% GO) was performed in the presence of Bacillus subtilis in NBG medium at 30 °C and initial pH 7 for three weeks. The weight loss of PCL films gradually increased during whole degradation test up to 12 wt%. Degradation of PCL/GO composite proceeds slower as documented by maximum weight loss of 5.0 wt%. The similar character of elution curves of both PCL and its composite, determined by SEC analysis, indicated shifting to lower molecular region.
|
|
|
Charakterizace organických nanočástic s enkapsulovanými antimikrobiálními peptidy
Vejrostová, Petra ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na charakterizaci částic s enkapsulovaným antimikrobiálním peptidem – lysozymem. V teoretické části byla zpracována literární rešerše zaměřená na charakterizaci a popis antimikrobiálních peptidů. Dále byl popsán vybraný zástupce využívaný v práci – lysozym. Byla popsána jak jeho struktura, tak mechanismus účinku a možné využití. V experimentální části byla pro stanovení lysozymu využita metoda Hartree-Lowryho, a to jak pro určení enkapsulační účinnosti, tak i pro určení množství uvolněného lysozymu po inkubaci v modelovém fyziologickém prostředí a v modelových potravinách. Při enkapsulaci obsahovaly nejvíce lysozymu 1% chitosanové částice, alginátové manuálně připravené částice a lipozomy. Studiem stability částic v modelových potravinách bylo zjištěno, že nejméně stabilní jsou manuálně připravené chitosanové částice. Důležitým poznatkem bylo, že uvolněný lysozym prošel změnami, které způsobily jeho degradaci. Nejvíce ovlivňujícím prostředím byla 3% kyselina octová. Při studiu stability částic v modelovém fyziologickém prostředí se rozložily nejvíce manuálně připravené chitosanové částice. Nejstabilnější byly alginátové částice. V práci byly také studovány změny antimikrobiální aktivity enkapsulovaného lysozymu u připravených částic i po aplikaci do modelových prostředí. K testování antimikrobiální aktivity byla využita grampozitivní bakterie Bacillus subtilis. Antimikrobiální testy ukázaly, že lysozym po enkapsulaci ve většině případů ztrácí svou antimikrobiální aktivitu. Pomocí metody dynamického rozptylu světla byla určena velikost a stabilita připravených částic.
|
|
|
Studium sterilizačních účinků dielektrického bariérového výboje
Slámová, Jitka ; Pekárek, Stanislav (oponent) ; doc. RNDr. Karol Hensel, Ph.D., oponent (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Předmětem dizertační práce bylo studium sterilizačních účinků dielektrického bariérového výboje pracujícího za atmosférického tlaku. Jako modelové mikroorganismy byly při studiu použity plíseň Aspergillus niger, grampozitivní bakterie Bacillus subtilis a částečně také gramnegativní bakterie Escherichia coli. Vzorky mikroorganismů byly naneseny na papír Whatman 1 nebo PET folii a vystaveny účinkům plazmatu. Plazma bylo generováno v prostředí argonu, dusíku, suchého a vlhkého vzduchu s frekvencí do 10 kHz a hustotou výkonu dle použitého plynu 1,2-2,9 W/cm3. Sterilizační účinky dielektrického bariérového výboje byly hodnoceny z hlediska vlivu procesního plynu, hustoty výkonu dodávaného do plazmatu, délky expoziční doby, typu mikroorganismu a materiálu nosiče. Část této studie byla zaměřena na zhodnocení příspěvku jednotlivých mechanismů (UV, teplota a reaktivní částice) k inaktivaci v jednotlivých procesních plynech a vlivu vlhkosti procesního plynu na průběh sterilizačního procesu. Plazma bylo diagnostikováno pomocí optické emisní spektroskopie, teplota byla monitorována termočlánkem. Mimoto bylo pomocí rastrovací elektronové mikroskopie zhodnoceno mechanické poškození buněčného materiálu a případný vliv plazmového opracování na nosný materiál. Na základě dosažených výsledků lze říci, že s nárůstem expoziční doby klesal počet životaschopných mikroorganismů. Obdobně s nárůstem hustoty výkonu dodávaného do plazmatu docházelo k nárůstu rychlosti inaktivace. Při sterilizaci vzorků spor A. niger v plazmatu generovaném v jednotlivých procesních plynech klesaly sterilizační účinky plazmatu dle použitého plynu v pořadí argon, vlhký vzduch, dusík a suchý vzduch. Výsledky sterilizace dalších modelových mikroorganismů v prostředí argonu ukázaly, že citlivost vegetativních buněk resp. spor mikroorganismů vůči účinkům DBD klesala v pořadí: spory A. niger, vegetativní buňky B. subtilis, vegetativní buňky E. coli a spory B. subtilis. Současně porovnáním výsledků získaným při sterilizaci spor a vegetativních buněk B. subtilis a A. niger bylo zjištěno, že spory jsou výrazně odolnější vůči sterilizačním účinkům plazmatu. Kombinací výsledků dosažených při studiu dílčích mechanismů, výsledků OES a průběhů inaktivačních křivek bylo zjištěno, že k inaktivaci významným způsobem přispívají ve všech procesních plynech reaktivní částice generované plazmatem. Dále k inaktivaci částečně příspívá UV záření, v omezené míře i teplota, přičemž význam UV záření klesal v pořadí dusík, argon, suchý vzduch a vlhký vzduch. Na základě výsledků oddělené studie bylo dále zjištěno, že příspěvek jednotlivých mechanismů, tj. UV záření, teploty a reaktivních částic se může lišit v závislosti na použitém modelovém mikroorganismu, což je dáno odlišnou citlivostí mikroorganismů vůči nepříznivým vnějším vlivům. SEM analýza povrchu obou materiálů vystavených účinkům DBD v prostředí všech použitých plynů prokázala v případě PET folie výskyt důlkové koroze již při několika minutovém působení plazmatu, zatímco v případě papíru nebyly zaznamenány žádné viditelné změny.
|
|
|
Antimicrobial activity of carbon-based fillers
Stuchlíková, Olga ; Hermanová, Soňa (oponent) ; Voběrková, Stanislava (vedoucí práce)
The aim of this diploma thesis is focused on the impact of carbon-based fillers on viability and extracellular substances production by bacterium Bacillus subtilis (CCM 1999) and yeast Yarrowia lipolytica (CCY 29-26-52). Antimicrobial activity of these particles, present in cultivation nutrient medium was examined using following parameters: growth of mentioned microorganisms, production of extracellular proteins and finally extracellular polymeric substances production, which is strongly connected with biofilm formation. Nanomaterials suspension (0.135 mg/mL) was prepared in two different cultivation media i.e. nutrient medium supplemented with glucose for Bacillus subtilis and basal medium with the addition of 2% (vol.) Tween 80 for Yarrowia lipolytica and media were inoculated by appropriate type of microorganism. Experiments were performed for 6 days under shaking rate at 160 rpm and at temperature of 30 °C for Bacillus subtilis and 28 °C for Yarrowia lipolytica. Three types of carbon nanomaterials obtained from Department of Inorganic Chemistry, Institute of Chemical Technology, Prague were examined. These materials specified as material “A”, “B” and “C” are mutually different by the size of its particles and the degree of oxidation. Based on the screening studies the tested material concentration of 0.135 mg/mL and shaking rate of 160 rpm were chosen. According to the optical density measurement at 600 nm, the growth curves of both microorganisms in the presence of tested nanoparticles during 5 days period were compared. It was find out, that the presence of nanoparticles don’t have a significant influence on tested microorganisms growth, by this technique. However, this method is just wider point of view, due to mistakes caused by presence of dead cells. Further, production of total cells proteins and extracellular proteins by microorganisms in presence of tested nanoparticles was examined. There was not observed any significant deviation from control samples values, where the tested materials were absent. Based on colony counting method (used for Bacillus subtilis) and cells counting in Bürker counting chamber (used for Yarrowia lipolytica), loss of microorganism viability was determined in 3 cultivation periods (6, 48 and 144 hours); there was observed a support of growth of microorganisms rather in shorter incubation period. Thereafter the extracellular polymeric substances (EPS) production that means proteins, reducing substances and polysaccharides was monitored. These substances were secreted into the medium by mentioned microorganisms during 24 hours of incubation. Bacillus subtilis cells produce much more EPS than Yarrowia lipolytica cells. We suppose that the EPS production could be closely associated with production of biofilm, which protects cells against nanoparticles toxicity.
|
|
|
Antimikrobiální účinky rostlinných extraktů
Konderla, Patrik ; Vespalcová, Milena (oponent) ; Veselá, Mária (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce bylo zkoumání možné antimikrobiální aktivity různých extraktů šípkových čajů a také stanovení antioxidační aktivity a koncentrace biologicky aktivních látek (polyfenolů a flavonoidů) těchto čajů. V teoretické části byly shrnuty základní informace o rostlině růži šípkové a chemickém složení jejich plodů, přehled přírodních biologicky účinných látek a obecné rozdělení čajů. Praktická část je zaměřena na stanovení antimikrobiální aktivity čajových extraktů proti bakteriálním kmenům Serratia marcescens a Bacillus subtilis a také spektrofotometrické stanovení koncentrace polyfenolů, flavonoidů a celková antioxidační aktivity těchto extraktů. Z výsledků vyplývá, že vodné extrakty šípkových čajů mají jistou mikrobiální aktivitu. Rovněž bylo zjištěno, že tyto extrakty mají vysoký obsah polyfenolických a flavonoidových látek.
|
|
|
Využití symbiotických mikroorganismů a podpůrných nanočástic při zvyšování odolnosti zeleniny v podmínkách vodního stresu
Stašková, Nicole
Diplomová práce se zabývá vlivem symbiotických mikroorganismů a podpůrných nanočástic na rostliny. Modelovou rostlinou pro tento experiment byl zvolen salát hlávkový (Lactuca sativa var. capitata L.), odrůda ´ALAMER´. K rostlinám salátu byly aplikovány symbiotické mikroorganismy Rhizophagus irregularis a Bacillus subtilis a na listy salátu byly aplikovány nanočástice GO-N-1, které obsahují grafenoxid a dikyandiamid. Na rostlinách salátu byly hodnoceny tyto parametry: výška nadzemní části rostlin, hmotnost nadzemní části rostlin, normalizovaný rozdílový vegetační index (NDVI), kvantový výtěžek fotosyntézy (QY), obsah dusičnanů v čerstvých listech salátu a přítomnost mykorhizních struktur.
|
|
|
Studium vlivu genu yxkO Bacillus subtilis na motilitu během odpovědi na osmotický stres.
Streitová, Eliška ; Lichá, Irena (vedoucí práce) ; Krásný, Libor (oponent)
Bacillus subtilis je gram-pozitivní půdní bakterie. Ve svém přirozeném prostředí je neustále vystavena změnám chemických a fyzikálních podmínek, včetně změn osmolality. Buňka reaguje na zvýšení osmolality prostředí příjmem draselných iontů a následně transportem a/nebo syntézou kompatibilních solutů. V předchozích letech byl v naší laboratoři s využitím nespecifické inzerční mutageneze (mini Tn10) izolován a charakterizován kmen Bacillus subtilis L-42. Tento kmen vykazuje sníženou schopnost růstu a osmolabilitu na médiích s koncentrací draselných iontů < 1 mmol/l. Inzercí transpozonu došlo k přerušení genu yxkO kódujícího protein prozatím neznámé funkce. Další výsledky získané v naší laboratoři navíc naznačovaly možný vliv přerušení genu yxkO na expresi genu hag kódujícího protein flagelin - majoritní protein vlákna bakteriálního bičíku. Cílem této diplomové práce bylo objasnit, zda přerušení genu yxkO ovlivňuje motilitu, a zda je ovlivněna exprese genu hag na transkripční úrovni. S využitím integračního vektoru pMUTIN4 byl připraven mutantní kmen se specificky zavedenou mutací v genu yxkO v kmeni Bacillus subtilis 1A839, jehož genotyp zajišťuje vyloučení známé transkripční regulace genu hag. Následně byla sledována motilita buněk s využitím světelné a elektronové mikroskopie. Získané výsledky...
|
|
|
Regulace buněčného cyklu u Bacillus subtilis.
Zelenka, Tomáš ; Lichá, Irena (vedoucí práce) ; Harant, Karel (oponent)
2 Abstrakt Vztahy mezi jednotlivými ději probíhajícími v bakteriální buňce během buněčného cyklu byly v posledních letech předmětem mnoha studií. Díky vyspělejším metodám se ukázalo, že život bakteriální buňky má daleko více proměnlivých faktorů, než jsme se zpočátku domnívali. Relativně nedávné výzkumy dokázaly poodhalit funkci, a v některých případech i molekulární podstatu, jednotlivých mechanismů, které v buňce koordinují procesy od průběhu replikace a její iniciace, segregace chromosomů vznikajících při replikaci, až po synchronizaci složité mašinérie samotného dělení buňky a v neposlední řadě také proměnlivost těchto procesů během měnících se životních podmínek buňky. Klíčová slova: Buněčný cyklus, replikace, segregace chromosomu, cytokineze, Bacillus subtilis
|
host ::
RSS.