|
|
Biotechnologická produkce polyhydroxyalkanoátů pomocí termofilních bakterií
Kouřilová, Xenie ; Patáková, Petra (oponent) ; Koutný, Marek (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Polyhydroxyalkanoáty (PHA) jsou mikrobiální biopolymery, které mohou představovat částečnou alternativu k petrochemicky vyráběným plastům. Jejich hlavní předností je biodegradabilita, biokompatibilita a možnost produkce z obnovitelných zdrojů. Nicméně náklady na jejich produkci jsou stále vyšší než cena polymerů původem z ropy. Pro zvýšení konkurenceschopnosti biotechnologických procesů byl představen koncept Next generation industrial biotechnology (NGIB), který se mimo jiné opírá o využití extremofilních mikroorganismů. Při implementaci extremofilů do fermentačních procesů dochází ke zvýšení robustnosti těchto technologií a zároveň mohou být sníženy nároky na sterilitu. V souvislosti s produkcí PHA pomocí extremofilů je poměrně dobře zmapovaná podskupina halofilních mikroorganismů. Výrazně méně informací je dostupných o další zajímavé kategorii, a to termofilech. V souladu s myšlenkou NGIB se v disertační práci zabýváme produkcí PHA právě pomocí termofilních bakterií. Pozornost je věnována především rodům Caldimonas, Rubrobacter a Tepidimonas. U řady testovaných zástupců těchto rodů byly sledovanými parametry optimální kultivační teplota, vhodný uhlíkatý substrát a schopnost produkce kopolymerů. Na základě tohoto základního screeningu byly vybráni nejslibnější producenti, kteří byli podrobeni dalším experimentům. Předností zástupců rodu Rubrobacter je, že se jedná o gram-pozitivní nesporulující bakterie, jelikož odpadá riziko kontaminace izolovaného polymeru pyrogenními lipopolysacharidy, které jsou přítomné v buněčné stěně gram-negativních mikroorganismů. Bakteriální kmen Tepidimonas taiwanensis LMG 22826T byl schopen produkovat vysoké výtěžky biomasy a PHA na směsi sacharidů glukózy a fruktózy. Při využití extraktu z vinných výlisků bylo dosaženo téměř totožných hodnot jako na čistých substrátech. Termofil Caldimonas thermodepolymerans DSM 15344, původním názvem Schlegelella thermodepolymerans, je velice slibným PHA producentem na substrátech bohatých na xylózu. Těmito substráty mohou být například hydrolyzáty lignocelulózových materiálů, které představují levný zdroj uhlíku. Zda jsou vhodné pro kultivaci C. thermodepolymerans bylo testováno na modelových hydrolyzátech složených z čistých sacharidů. Pro přiblížení reálných vzorků byl také zkoumán vliv potenciálních mikrobiálních inhibitorů vyskytujících se v lignocelulózových hydrolyzátech. V rámci disertační práce byl také vyvinut inovativní izolační protokol k zisku PHA založený na osmotickém namáhání termofilních a halofilních mikroorganismů za zvýšené teploty s přídavkem roztoku povrchově aktivní látky o nízké koncentraci.
|
|
|
Production of extracellular polysaccharides by extremophilic prokaryotes
Bystrická, Klaudia ; Smilek, Jiří (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
The presented master's thesis focuses on studying the biotechnological production of extracellular polysaccharides (EPS) by selected thermophilic and halophilic microorganisms. Following the primary screening of selected cultures, the experimental part of this work further investigated the halophilic archaeon Haloferax mediterranei. The aim of this study was to produce and characterize polymers and assess the biotechnological potential of the extremophilic cultures used as EPS producers. During the cultivation of H. mediterranei, three fundamental media were employed, which were subsequently optimized for EPS production. The obtained precipitates underwent analysis using GPC, FTIR, and UHPLC-UV-ESI-MS/MS, allowing for a closer characterization of the acquired product. These experiments demonstrated that with increasing NaCl concentration in the medium, the yield of polysaccharides decreases, and high concentrations of MgSO4 and KCl in the medium did not promote their production as well. The predominant component of the polysaccharide produced by H. mediterranei is mannose, although depending on the medium, it may also contain glucose, galactose, ribose, or N-acetylglucosamine.
|
|
|
Isolace, identifikace a charakterizace extremofilů schopných produkce PHA
Vlasáková, Terézia ; Turková, Kristýna (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Predložená diplomová práca sa zameriava na izoláciu a identifikáciu termofilných mikroorganizmov schopných produkcie polyhydroxyalkanoátov (PHA) vo vzorke aktivovaného kalu z čističky odpadových vôd. Z aktivovaného kalu bolo pomocou kultivačných techník a metód molekulárnej biológie vyizolovaných 6 vzoriek, ktoré boli na základe nukleotidových sekvencií génu 16S rRNA bližšie identifikované a zaradené k bakteriálnemu rodu Anoxybacillus. Tieto vzorky obsahovali gén phaC kódujúci PHA syntázu a poskytovali pozitívnu odozvu na detekciu intracelulárnych lipidických štruktúr farbením kolónií Nílskou červeňou. Produkcia PHA s vybranými izolátmi však nebola úspešná. Dôvodom mohlo byť nevyhovujúce produkčné médium či nastavené podmienky produkcie. Pozitívny fenotypový výsledok pri farbení Nílskou červeňou bol zrejme spôsobený produkciou veľkého množstva lipidu poskytujúceho podobnú fluorescenciu ako granule PHA.
|
|
|
Isolace, identifikace a charakterizace extremofilů schopných produkce PHA
Vlasáková, Terézia ; Turková, Kristýna (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Predložená diplomová práca sa zameriava na izoláciu a identifikáciu termofilných mikroorganizmov schopných produkcie polyhydroxyalkanoátov (PHA) vo vzorke aktivovaného kalu z čističky odpadových vôd. Z aktivovaného kalu bolo pomocou kultivačných techník a metód molekulárnej biológie vyizolovaných 6 vzoriek, ktoré boli na základe nukleotidových sekvencií génu 16S rRNA bližšie identifikované a zaradené k bakteriálnemu rodu Anoxybacillus. Tieto vzorky obsahovali gén phaC kódujúci PHA syntázu a poskytovali pozitívnu odozvu na detekciu intracelulárnych lipidických štruktúr farbením kolónií Nílskou červeňou. Produkcia PHA s vybranými izolátmi však nebola úspešná. Dôvodom mohlo byť nevyhovujúce produkčné médium či nastavené podmienky produkcie. Pozitívny fenotypový výsledok pri farbení Nílskou červeňou bol zrejme spôsobený produkciou veľkého množstva lipidu poskytujúceho podobnú fluorescenciu ako granule PHA.
|
host ::
RSS.