|
|
Proteome and Metabolome Changes in Selected Organisms under Stress
Halienová, Andrea ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Šucman, Emanuel (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Living conditions of every organism are influenced by various factors at this time. Some of them have positive effect on organism, some negative. Basic condition for surviving is the ability to resist and adapt to changing metabolic and living conditions. Every single stress effect can lead to changes in metabolism but organisms have ability to develope sufficient mechanisms for stress response. Some of them are similar for all living organisms (enzyme production, endogenous primary stress metabolites) some of them are specific for certain organism or stress type. Cell stress response can be observed on different levels (proteomic, genomic, metabolomic). In proper conditions it can be used indrustrially. In this work, influences of various stress factors were studied. These factors were applied on selected organisms – carotenogenic yeast and plant materials. Yeast stress response was induced by osmotic and oxidation stress factors. Changes on proteomic level and in production of selected secondary metabolites were observed. Proteome was analyzed by 1D and 2D electrophoresis with subsequent analysis of proteins by mass spectrometry. Yeast strain Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26 showed the best adaptation to stress factors, which was moreover accompanied by overproduction of carotenoids. This finding can be premise for next industrial production of carotenoids. In plant samples predominantly enzymes and metabolites involved in antioxidant response were studied.
|
|
|
Production, Characterization and Utilization of the Biomass from Various Sources
Gojkovic, Živan ; Vávrová, Milada (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Biomass management is one of the most important issues in modern natural science as it is the basic category which spans through various disciplines of biotechnology. Whether animal, plant or microbial by its origin, biomass presents a vast source of food components, fine chemicals and bioactive molecules, which extraction, characterization and formulation can result in interesting new products destined for human consumption or as new materials in biomedicine. In the scope of this work, two natural biomass types were investigated – chicken skin as a source of collagen type I, and green microalga Chlorella sorokiniana biomass enriched in selenomethionine (SeMet). Chicken skin is a good alternative to traditional sources of collagen such as pork, bovine and carp that have some limitations. In the first part of this thesis, collagen type I from chicken skin was isolated, identified and characterized and molecular properties were compared to collagen from other animal skins. New methods (viscosimetry and ultrasonic spectroscopy) for molecular characterization of collagen were used. By ultrasonic attenuation, it has been determined that disaggregation and liquefaction phase starts at 40 °C in bovine collagen, whereas in chicken collagen starts at 50 °C. Using viscosimetry technique, denaturation temperature was found to be 50 °C, which is 10 °C higher than that obtained with bovine tendon collagen, confirming higher thermal stability of chicken skin collagen, probably because lysine levels in chicken collagen are two times higher than in bovine. Based on obtained results it could be concluded that due to its higher thermal stability and amino acid composition, chicken skin could be used as an excellent alternative source of collagen. The second phase of the thesis focused on the enrichment of green microalga C. sorokiniana biomass in SeMet by exposing cultures to selenate Se (+VI) during batch and continuous cultivation, and it was performed at the laboratory of Biotechnology of Algae from the Faculty of Experimental Sciences at the University of Huelva in Spain. Effect of selenate on viability, cell morphology and SeMet accumulation of the microalga C. sorokiniana grown in batch conditions was studied. Growth rate of cultures exposed to a sub-lethal 40 mgL1 (212 M) of Se decreased about 25 % compared to control. EC50 of 45 mgL1 (238.2 M) was determined for selenate. Ultrastructural studies with electronic microscope revealed cellular alterations. Electrophoresis of Se-exposed cell proteins suggests that selenate affects expression of the Rubisco gene. Microalga was able to accumulate up to 140 mgkg-1 of SeMet in 120 h of cultivation. The second type of microalgae experiments focused on the enrichment of C. sorokiniana in SeMet, grown in continuous conditions in a 2.2 L photobioreactor, in a medium supplemented with selenate concentrations ranging from 5 to 50 mgL-1. Continuous cultivation at several dilution rates was performed at 40 mgL-1 selenate obtaining a maximum of 246 gL-1day-1 of SeMet. Results suggest that an efficient batch and continuous cultivation of C. sorokiniana for the production of biomass enriched in the high value amino acid SeMet, at laboratory scale is feasible by carefully selecting sub-lethal selenate concentrations in culture medium as well as the culture dilution rates.
|
|
|
Studium aktivity enzymových a nízkomolekulárních antioxidačních systémů
Macuchová, Simona ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Oxidační procesy hrají v buňce důležitou roli ve fyziologických i patologických procesech. Rovnováha těchto procesů je zajišťována vzájemně kooperujícími antioxidačními systémy, pro jejichž správnou činnost v organismu je nutný dostatečný obsah látek s antioxidačními účinky. Předložená práce je zaměřena na vývoj a optimalizaci metod stanovení významných neenzymových a enzymových antioxidantů a testování celkové antioxidační kapacity vybraného biologického materiálu. Byly optimalizovány metody extrakce a stanovení obsahu vitaminu E a karotenoidů a stanovení aktivit superoxiddismutasy, katalasy, peroxidasy a lipoxygenasy ve sladovnickém ječmeni a ve sladu. Pro analýzu obsahu vitaminu E, fenolických sloučenin a karotenoidů byly použity RP-HPLC a HPLC/ESI-MS, ke stanovení enzymových aktivit byly zvoleny spektrofotometrické metody. Pro analýzu aktivit katalasy a lipoxygenasy byly vyvinuty nové kolorimetrické metody a porovnány s přímými metodami v UV oblasti. Aktivita SOD byla stanovována komerčním diagnostickým setem. Pro peroxidasu byla zavedena kolorimetrická metoda. U enzymových metod byly stanoveny některé kinetické parametry. Optimalizované metody byly použity při analýzách antioxidantů v rostlinném materiálu – v ječmeni a ve sladu – v souborech vzorků o šesti odrůdách, pěstěných na čtyřech různých lokalitách po dobu dvou let. Obsah individuálních antioxidantů se lišil v závislosti na odrůdě, většinou však nebyly nalezeny významné rozdíly v hladinách v závislosti na pěstební lokalitě. Patrně největší vliv na hladiny nízkomolekulárních i enzymových antioxidantů mají klimatické podmínky v dané lokalitě; oxidační procesy jsou ovliňovány jednak množstvím vláhy, jednak slunečním svitem, který indukuje oxidační procesy v pěstovaných rostlinách. Aktivita antioxidantů v obilkách ječmene prudce narůstá během procesu sladování; za zvýšené teploty a vlhkosti dochází nejprve k aktivaci enzymových systémů včetně těch antioxidačních. V obilce probíhá zvýšená metabolická aktivita, během níž lze předpokládat zvýšenou tvorbu radikálů; za tímto účelem mohou být aktivovány ostatní antioxidační systémy, aby ochránily buňky před poškozením oxidačním stresem. V další části práce byly zavedené metody využity při klinických studiích hodnotících vliv exogenně přijímaných antioxidantů na metabolický a antioxidační status lidského organismu. První klinická studie byla zaměřena na sledování vlivu suplementace potravinovým doplňkem obsahujícím nenasycené mastné kyseliny a vitamin E na metabolismus jedinců s hyperlipidemií. Po tříměsíčním podávání preparátu došlo ke zlepšení profilu parametrů metabolismu lipidů a ke zvýšení hladin sérových antioxidantů. Druhá studie sledovala hladiny enzymových a neenzymových antioxidantů u zdravých jedinců po dočasně zvýšeném příjmu potravin bohatých na antioxidanty. Po dvouměsíční suplementaci došlo k mírnému nárůstu obsahu fenolických látek v plazmě. Celková antioxidační kapacita ani aktivity enzymových antioxidantů nebyly ovlivněny. Z výsledků klinických studií je patrné, že doplňování antioxidantů v přirozené formě nebo ve formě potravinového doplňku neovlivňuje výrazně metabolismus zdravých jedinců, ale u jedinců trpících chronickými civilizačními chorobami může vhodně zvolená suplementace pozitivně ovlivnit jejich zdravotní stav. Výsledky práce potvrzují, že zavedené metody jsou dobře použitelné k analýze parametrů posuzujících antioxidační stav organismu a jsou vhodné i k monitoringu exogenního příjmu antioxidantů.
|
|
|
Bioprodukce, charakterizace a aplikace vybraných biopolymerů
Benešová, Pavla ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce je zaměřena na mikrobiální produkci biopolymerů s využitím obnovitelných zdrojů, jako zdroje uhlíku a dusíku. Mikrobiálně byly produkovány polysacharidy a polyestery. S využitím především odpadních substrátů byl produkován pullulan a polymer kyseliny jablečné jako extracelulární metabolity polymorfního mikroorganismu Aureobasidium pullulans. Další část práce je věnována biotechnologické produkci bakteriálních plastů polyhydroxyakanoátů (PHA), které jsou bakteriemi produkovány ve formě intracelulárních granulí. Produkce biodegradabilních PHA je zaměřena jak na produkci poly(3-hydroxybutyrátu), tak také na biosyntézu technologicky významného kopolymeru poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyvalerátu), s důrazem na možnost využití odpadních substrátů v rámci konceptu biorafinerie. Do konceptu biorafinerie zapadá zejména využití kávové sedliny pro produkci PHA. Hydrolyzát kávové sedliny byl využit jako substrát pro Burlkholderia cepacia, akumulován byl P(3HB-co-3HV) bez nutnosti přídavku prekurzoru. Další kávový odpad představoval olej extrahovaný z kávové sedliny, který byl taktéž využit pro produkci PHA bakterií Cupriavidus necator. Optimalizován byl proces hydrolýzy odpadních materiálů, které byly využity pro produkci biopolymerů, s důrazem na finální obsah sacharidů a polyfenolů. Odpadní materiály nebyly využity pouze jako zdroje uhlíku, ale také jako komplexní zdroj dusíku. Hydrolyzáty syrovátky a kuřecího peří byly použity, jako komplexní zdroj dusíku pro produkci PHA C. necator, pro kultivaci byl jako zdroj uhlíku využit odpadní fritovací olej. V rámci předložené dizertační práce byla snaha využít zejména PHA pro přípravu různých aplikačních forem. Připraveny byly lipozomy s přídavkem PHB a odpadním kávovým olejem, které vykazovaly antioxidační a antimikrobiální efekt. Nano(mikro)vlákenné materiály z PHB byly připraveny za účelem filtrace mikrobiálních suspenzí. Pro zlepšení filtračních schopností byly připraveny kompozitní PHB vlákenné materiály s přídavkem aktivního uhlí a oxidů kovů. Součástí této práce je také studium degradace polyhydroxyalkanoátů, kdy byla studována produkce PHA depolymeráz u vybraných mikroorganismů. Testována byla také biodegradabilita různých PHA forem standardním kompostovacím testem IS/ISO 20200. Tento test byl také použit pro studium mechanických vlastností polyuretanu s parciálním obsahem PHB v závislosti na délce působení kompostovacích podmínek.
|
|
|
Produkce vybraných kvasinkových metabolitů využitelných do potravinových doplňků
Němcová, Andrea ; Čertík, Milan (oponent) ; Vávrová, Milada (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Karotenoidy sú prirodzene sa vyskytujúce pigmenty rastlín, ktoré sú tiež produkované mnohými baktériami a hubami. Predstavujú jednu z najviac rozšírených skupín prírodných antioxidantov s významnými biologickými účinkami a mnohými priemyselnými aplikáciami. V tomto smere je zvýšený záujem o karotenoidy ako prirodzené antioxidanty, ktoré majú mimo iné schopnosť znižovať prejavy chronických ochorení, patologických stavov u ľudí a celkovo spomaľujú proces stárnutia. Používajú sa prevažne v potravinárskom priemysle, ale hojne sú využívané aj v chemickom, farmaceutickom či kozmetickom priemysle. Jednou z možností získavania týchto látok je využívanie potenciálu červených kvasiniek, ktoré sú schopné prevádzať rôzne substráty v karoténové pigmenty. V predloženej práci boli testované kvasinky patriace do rodov Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium z hľadiska využívania vybraných odpadových substrátov. Boli tiež podrobené náhodnej mutagenéze za účelom zvýšenia produkcie biomasy a špecifických metabolitov – karotenoidov a iných lipidických látok. Ako alternatívne nutričné zdroje boli testované odpadové substráty z poľnohospodárskej a potravinárskej výroby (repka, ryža, pšeničné otruby, jablčná vláknina, cestoviny a lignocelulózové materiály). V niektorých produkčných médiách boli odpadové materiály hydrolyzované extracelulárnymi hydrolytickými enzýmami alebo komerčnými enzýmami za cieľom rozloženia komplexných sacharidických substrátov na jednoduché cukry utilizovateľné kvasinkami. Všetky testované kvasinkové kmene boli schopné využívať tieto odpadové materiály ako jediný zdroj uhlíka a zároveň produkovať pigmenty a obohatenú biomasu. V tejto práci bola študovaná charakterizácia karotenogénnych kvasiniek využitím molekulárnych techník. K tomuto účelu boli amplifikované medzidruhové konzervované sekvencie genómovej DNA, špeciálne oblasti rDNA D1/D2 ribozomálnej podjednotky a úseky ITS1 a 5,8-ITS2 rDNA. Tieto sekvencie boli podrobené analýze pomocou metódy DGGE k porovnaniu odlišností medzi jednotlivými karotenogénnymi kvasinkami. Technika izolácie intaktnej DNA bola optimalizovaná pre karyotypovú charakterizáciu kvasiniek metódou pulznej elektroforézy (PFGE). Jednotlivé karyotypy testovaných kvasiniek obsahovali viditeľné odlišnosti medzi kvasinkovými druhmi a rodmi.
|
|
|
Bioprodukce, charakterizace a aplikace vybraných biopolymerů
Benešová, Pavla ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce je zaměřena na mikrobiální produkci biopolymerů s využitím obnovitelných zdrojů, jako zdroje uhlíku a dusíku. Mikrobiálně byly produkovány polysacharidy a polyestery. S využitím především odpadních substrátů byl produkován pullulan a polymer kyseliny jablečné jako extracelulární metabolity polymorfního mikroorganismu Aureobasidium pullulans. Další část práce je věnována biotechnologické produkci bakteriálních plastů polyhydroxyakanoátů (PHA), které jsou bakteriemi produkovány ve formě intracelulárních granulí. Produkce biodegradabilních PHA je zaměřena jak na produkci poly(3-hydroxybutyrátu), tak také na biosyntézu technologicky významného kopolymeru poly(3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyvalerátu), s důrazem na možnost využití odpadních substrátů v rámci konceptu biorafinerie. Do konceptu biorafinerie zapadá zejména využití kávové sedliny pro produkci PHA. Hydrolyzát kávové sedliny byl využit jako substrát pro Burlkholderia cepacia, akumulován byl P(3HB-co-3HV) bez nutnosti přídavku prekurzoru. Další kávový odpad představoval olej extrahovaný z kávové sedliny, který byl taktéž využit pro produkci PHA bakterií Cupriavidus necator. Optimalizován byl proces hydrolýzy odpadních materiálů, které byly využity pro produkci biopolymerů, s důrazem na finální obsah sacharidů a polyfenolů. Odpadní materiály nebyly využity pouze jako zdroje uhlíku, ale také jako komplexní zdroj dusíku. Hydrolyzáty syrovátky a kuřecího peří byly použity, jako komplexní zdroj dusíku pro produkci PHA C. necator, pro kultivaci byl jako zdroj uhlíku využit odpadní fritovací olej. V rámci předložené dizertační práce byla snaha využít zejména PHA pro přípravu různých aplikačních forem. Připraveny byly lipozomy s přídavkem PHB a odpadním kávovým olejem, které vykazovaly antioxidační a antimikrobiální efekt. Nano(mikro)vlákenné materiály z PHB byly připraveny za účelem filtrace mikrobiálních suspenzí. Pro zlepšení filtračních schopností byly připraveny kompozitní PHB vlákenné materiály s přídavkem aktivního uhlí a oxidů kovů. Součástí této práce je také studium degradace polyhydroxyalkanoátů, kdy byla studována produkce PHA depolymeráz u vybraných mikroorganismů. Testována byla také biodegradabilita různých PHA forem standardním kompostovacím testem IS/ISO 20200. Tento test byl také použit pro studium mechanických vlastností polyuretanu s parciálním obsahem PHB v závislosti na délce působení kompostovacích podmínek.
|
|
|
Produkce vybraných kvasinkových metabolitů využitelných do potravinových doplňků
Němcová, Andrea ; Čertík, Milan (oponent) ; Vávrová, Milada (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Karotenoidy sú prirodzene sa vyskytujúce pigmenty rastlín, ktoré sú tiež produkované mnohými baktériami a hubami. Predstavujú jednu z najviac rozšírených skupín prírodných antioxidantov s významnými biologickými účinkami a mnohými priemyselnými aplikáciami. V tomto smere je zvýšený záujem o karotenoidy ako prirodzené antioxidanty, ktoré majú mimo iné schopnosť znižovať prejavy chronických ochorení, patologických stavov u ľudí a celkovo spomaľujú proces stárnutia. Používajú sa prevažne v potravinárskom priemysle, ale hojne sú využívané aj v chemickom, farmaceutickom či kozmetickom priemysle. Jednou z možností získavania týchto látok je využívanie potenciálu červených kvasiniek, ktoré sú schopné prevádzať rôzne substráty v karoténové pigmenty. V predloženej práci boli testované kvasinky patriace do rodov Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium z hľadiska využívania vybraných odpadových substrátov. Boli tiež podrobené náhodnej mutagenéze za účelom zvýšenia produkcie biomasy a špecifických metabolitov – karotenoidov a iných lipidických látok. Ako alternatívne nutričné zdroje boli testované odpadové substráty z poľnohospodárskej a potravinárskej výroby (repka, ryža, pšeničné otruby, jablčná vláknina, cestoviny a lignocelulózové materiály). V niektorých produkčných médiách boli odpadové materiály hydrolyzované extracelulárnymi hydrolytickými enzýmami alebo komerčnými enzýmami za cieľom rozloženia komplexných sacharidických substrátov na jednoduché cukry utilizovateľné kvasinkami. Všetky testované kvasinkové kmene boli schopné využívať tieto odpadové materiály ako jediný zdroj uhlíka a zároveň produkovať pigmenty a obohatenú biomasu. V tejto práci bola študovaná charakterizácia karotenogénnych kvasiniek využitím molekulárnych techník. K tomuto účelu boli amplifikované medzidruhové konzervované sekvencie genómovej DNA, špeciálne oblasti rDNA D1/D2 ribozomálnej podjednotky a úseky ITS1 a 5,8-ITS2 rDNA. Tieto sekvencie boli podrobené analýze pomocou metódy DGGE k porovnaniu odlišností medzi jednotlivými karotenogénnymi kvasinkami. Technika izolácie intaktnej DNA bola optimalizovaná pre karyotypovú charakterizáciu kvasiniek metódou pulznej elektroforézy (PFGE). Jednotlivé karyotypy testovaných kvasiniek obsahovali viditeľné odlišnosti medzi kvasinkovými druhmi a rodmi.
|
|
|
Production, Characterization and Utilization of the Biomass from Various Sources
Gojkovic, Živan ; Vávrová, Milada (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Biomass management is one of the most important issues in modern natural science as it is the basic category which spans through various disciplines of biotechnology. Whether animal, plant or microbial by its origin, biomass presents a vast source of food components, fine chemicals and bioactive molecules, which extraction, characterization and formulation can result in interesting new products destined for human consumption or as new materials in biomedicine. In the scope of this work, two natural biomass types were investigated – chicken skin as a source of collagen type I, and green microalga Chlorella sorokiniana biomass enriched in selenomethionine (SeMet). Chicken skin is a good alternative to traditional sources of collagen such as pork, bovine and carp that have some limitations. In the first part of this thesis, collagen type I from chicken skin was isolated, identified and characterized and molecular properties were compared to collagen from other animal skins. New methods (viscosimetry and ultrasonic spectroscopy) for molecular characterization of collagen were used. By ultrasonic attenuation, it has been determined that disaggregation and liquefaction phase starts at 40 °C in bovine collagen, whereas in chicken collagen starts at 50 °C. Using viscosimetry technique, denaturation temperature was found to be 50 °C, which is 10 °C higher than that obtained with bovine tendon collagen, confirming higher thermal stability of chicken skin collagen, probably because lysine levels in chicken collagen are two times higher than in bovine. Based on obtained results it could be concluded that due to its higher thermal stability and amino acid composition, chicken skin could be used as an excellent alternative source of collagen. The second phase of the thesis focused on the enrichment of green microalga C. sorokiniana biomass in SeMet by exposing cultures to selenate Se (+VI) during batch and continuous cultivation, and it was performed at the laboratory of Biotechnology of Algae from the Faculty of Experimental Sciences at the University of Huelva in Spain. Effect of selenate on viability, cell morphology and SeMet accumulation of the microalga C. sorokiniana grown in batch conditions was studied. Growth rate of cultures exposed to a sub-lethal 40 mgL1 (212 M) of Se decreased about 25 % compared to control. EC50 of 45 mgL1 (238.2 M) was determined for selenate. Ultrastructural studies with electronic microscope revealed cellular alterations. Electrophoresis of Se-exposed cell proteins suggests that selenate affects expression of the Rubisco gene. Microalga was able to accumulate up to 140 mgkg-1 of SeMet in 120 h of cultivation. The second type of microalgae experiments focused on the enrichment of C. sorokiniana in SeMet, grown in continuous conditions in a 2.2 L photobioreactor, in a medium supplemented with selenate concentrations ranging from 5 to 50 mgL-1. Continuous cultivation at several dilution rates was performed at 40 mgL-1 selenate obtaining a maximum of 246 gL-1day-1 of SeMet. Results suggest that an efficient batch and continuous cultivation of C. sorokiniana for the production of biomass enriched in the high value amino acid SeMet, at laboratory scale is feasible by carefully selecting sub-lethal selenate concentrations in culture medium as well as the culture dilution rates.
|
|
|
Proteome and Metabolome Changes in Selected Organisms under Stress
Halienová, Andrea ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Šucman, Emanuel (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Living conditions of every organism are influenced by various factors at this time. Some of them have positive effect on organism, some negative. Basic condition for surviving is the ability to resist and adapt to changing metabolic and living conditions. Every single stress effect can lead to changes in metabolism but organisms have ability to develope sufficient mechanisms for stress response. Some of them are similar for all living organisms (enzyme production, endogenous primary stress metabolites) some of them are specific for certain organism or stress type. Cell stress response can be observed on different levels (proteomic, genomic, metabolomic). In proper conditions it can be used indrustrially. In this work, influences of various stress factors were studied. These factors were applied on selected organisms – carotenogenic yeast and plant materials. Yeast stress response was induced by osmotic and oxidation stress factors. Changes on proteomic level and in production of selected secondary metabolites were observed. Proteome was analyzed by 1D and 2D electrophoresis with subsequent analysis of proteins by mass spectrometry. Yeast strain Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26 showed the best adaptation to stress factors, which was moreover accompanied by overproduction of carotenoids. This finding can be premise for next industrial production of carotenoids. In plant samples predominantly enzymes and metabolites involved in antioxidant response were studied.
|
|
|
Studium aktivity enzymových a nízkomolekulárních antioxidačních systémů
Macuchová, Simona ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Oxidační procesy hrají v buňce důležitou roli ve fyziologických i patologických procesech. Rovnováha těchto procesů je zajišťována vzájemně kooperujícími antioxidačními systémy, pro jejichž správnou činnost v organismu je nutný dostatečný obsah látek s antioxidačními účinky. Předložená práce je zaměřena na vývoj a optimalizaci metod stanovení významných neenzymových a enzymových antioxidantů a testování celkové antioxidační kapacity vybraného biologického materiálu. Byly optimalizovány metody extrakce a stanovení obsahu vitaminu E a karotenoidů a stanovení aktivit superoxiddismutasy, katalasy, peroxidasy a lipoxygenasy ve sladovnickém ječmeni a ve sladu. Pro analýzu obsahu vitaminu E, fenolických sloučenin a karotenoidů byly použity RP-HPLC a HPLC/ESI-MS, ke stanovení enzymových aktivit byly zvoleny spektrofotometrické metody. Pro analýzu aktivit katalasy a lipoxygenasy byly vyvinuty nové kolorimetrické metody a porovnány s přímými metodami v UV oblasti. Aktivita SOD byla stanovována komerčním diagnostickým setem. Pro peroxidasu byla zavedena kolorimetrická metoda. U enzymových metod byly stanoveny některé kinetické parametry. Optimalizované metody byly použity při analýzách antioxidantů v rostlinném materiálu – v ječmeni a ve sladu – v souborech vzorků o šesti odrůdách, pěstěných na čtyřech různých lokalitách po dobu dvou let. Obsah individuálních antioxidantů se lišil v závislosti na odrůdě, většinou však nebyly nalezeny významné rozdíly v hladinách v závislosti na pěstební lokalitě. Patrně největší vliv na hladiny nízkomolekulárních i enzymových antioxidantů mají klimatické podmínky v dané lokalitě; oxidační procesy jsou ovliňovány jednak množstvím vláhy, jednak slunečním svitem, který indukuje oxidační procesy v pěstovaných rostlinách. Aktivita antioxidantů v obilkách ječmene prudce narůstá během procesu sladování; za zvýšené teploty a vlhkosti dochází nejprve k aktivaci enzymových systémů včetně těch antioxidačních. V obilce probíhá zvýšená metabolická aktivita, během níž lze předpokládat zvýšenou tvorbu radikálů; za tímto účelem mohou být aktivovány ostatní antioxidační systémy, aby ochránily buňky před poškozením oxidačním stresem. V další části práce byly zavedené metody využity při klinických studiích hodnotících vliv exogenně přijímaných antioxidantů na metabolický a antioxidační status lidského organismu. První klinická studie byla zaměřena na sledování vlivu suplementace potravinovým doplňkem obsahujícím nenasycené mastné kyseliny a vitamin E na metabolismus jedinců s hyperlipidemií. Po tříměsíčním podávání preparátu došlo ke zlepšení profilu parametrů metabolismu lipidů a ke zvýšení hladin sérových antioxidantů. Druhá studie sledovala hladiny enzymových a neenzymových antioxidantů u zdravých jedinců po dočasně zvýšeném příjmu potravin bohatých na antioxidanty. Po dvouměsíční suplementaci došlo k mírnému nárůstu obsahu fenolických látek v plazmě. Celková antioxidační kapacita ani aktivity enzymových antioxidantů nebyly ovlivněny. Z výsledků klinických studií je patrné, že doplňování antioxidantů v přirozené formě nebo ve formě potravinového doplňku neovlivňuje výrazně metabolismus zdravých jedinců, ale u jedinců trpících chronickými civilizačními chorobami může vhodně zvolená suplementace pozitivně ovlivnit jejich zdravotní stav. Výsledky práce potvrzují, že zavedené metody jsou dobře použitelné k analýze parametrů posuzujících antioxidační stav organismu a jsou vhodné i k monitoringu exogenního příjmu antioxidantů.
|
host ::
RSS.