|
|
Studium metabolismu karotenogenních kvasinek na molekulární úrovni.
Roubalová, Monika ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce je zaměřena především na molekulární charakterizaci vybraných druhů karotenogenních kvasinek. Metodou „nested“ PCR byly amplifikovány vysoce variabilní úseky kvasinkové DNA ITS1 a 5,8S-ITS2 a region D1/D2 kódující velkou ribozomální podjednotku (26S) rRNA. ITS jsou interní spacery ležící mezi sekvencí kódující malou a velkou podjednotku ribozomální DNA. Sekvenací dlouhého úseku rDNA za použití algoritmu BLAST byly porovnány karotenogenní kvasinky s databázi NCBI a podle hodnoty tzv. „bit skóre“ byly kvasinky identifikovány. Identifikace karotenogenních kvasinek byly potvrzena i metodou DGGE. Dalším cílem této práce bylo vybrat nejlepšího producenta karotenoidů a triacylglycerolů, kterým byl kmen Rhodosporidium toruloides. Tento kmen byl následně podroben fyzikální náhodné mutagenezi pod UV zářením. Výsledky produkce metabolitů R. toruloides byly porovnány s mutantními kmeny, které byly zároveň adaptovány na substráty glycerol a odpadní syrovátku. Mutantní kmen G33 je nejlepším producentem celkových karotenoidů s produkcí 7,14 mg/g biomasy. Nejvyšší produkci ergosterolu prokázal mutantní kmen Y34, množství produkovaného ergosterolu činí 47,72 mg/g biomasy. Žádný z vyselektovaných mutantních kmenů však nedokázal synterizovat více -karotenu (2,42 mg/g biomasy) ani TAG (76,32 mg/g biomasy) ve srovnání s původním kmenem R. toruloides rostoucím na glukózovém médiu.
|
|
|
Produkce lipolytických enzymů kvasinkami
Bradáčová, Kristína ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Táto diplomová práca je zameraná na riadenú produkciu lipolytických enzýmov, bioaktívnych látok a lipidov produkovaných karotenoidnými kvasinkami. Teoretická časť práce je zameraná na charakterizáciu lipáz, karotenoidov, lipidov, ich vlastnosti, možnosti produkcie a aplikácie. V experimentálnej časti boli enzýmy, karotenoidy a lipidy produkované pomocou kvasiniek Rhodotorula mucilaginosa, Cystofilobasidium macerans a Sporidiobolus salmonicolor submerznou kultiváciou na minerálnych médiách s rôznymi prídavkami: glukóza, glycerol, tuk, tuk s glukózou, tuk s polysorbátom 80, tuk s glycerolom, tuk s polyetylénglykolom, tuk s vyšším a nižším prídavkom kyseliny palmitovej, enzymatický hydrolyzát tuku, kyslý hydrolyzát a bázický hydrolyzát. Bola sledovaná aktivita extracelulárnej lipázy po 96 hodinovej kultivácii, koncentrácia -karoténu, celkových karotenoidov, ergosterolu a ubichinónu v bunkách pomocou HPLC, koncentrácia mastných kyselín a množstvo tuku pomocou GC. Produkcia sa líšila v závislosti na použitej kvasinke a použitom substráte. Karotenoidy boli najviac produkované kvasinkou Cystofilobasidium macerans, ergosterol kvasinkou Sporidiobolus salmonicolor. Ubichinón bol takmer ekvivalentne produkovaný u každej kvasinky. Lipázová aktivita bola najvyššia u kvasinky Sporidiobolus salmonicolor. Vybraná vzorka média s vysokou lipolytickou aktivitou bola ďalej separovaná a analyzovaná pomocou ultrafiltrácie a PAGE-SDS elektroforézy. Táto diplomová práca bola robená v rámci medzinárodného projektu ,,LipoFungi“.
|
|
|
Valorizace odpadního živočišného tuku pomocí karotenogenních kvasinek
Chrástová, Nikola ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá valorizací odpadního živočišného tuku pomocí karotenogenních kvasinek a konverze na biomasu obohacenou o cenné a hodnotné látky. Tyto mikroorganismy mají schopnost utilizovat různé odpadní substráty a převést je na zajímavé produkty jako jsou karotenoidy, lipidy, ergosterol a ubichinon. V práci byly použity čtyři kmeny kvasinek (Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium macerans, Rhodotorula mucilaginosa, Sporidiobolus pararoseus). Teoretická část je zaměřena na charakterizaci kvasinek, enzymů a lipáz, produkované metabolity, kultivaci kvasinek a popis analytických metod. V experimentální části byly provedeny kultivace při čtyřech C/N poměrech na médiích s různým zdrojem uhlíku, kterým byla glukóza, glycerol, tuk, tuk s přídavkem emulgátoru, enzymaticky hydrolyzovaný tuk a tuk s přídavkem enzymu. U všech vzorků byla gravimetricky stanovena biomasa. Karotenoidy, ergosterol a ubichinon byly analyzovány na sestavě HPLC/PDA. Obsah intracelulárních lipidů byl stanoven pomocí GC/FID. Produkce těchto látek byla u všech kmenu rozdílná v závislosti na zdroji uhlíku a C/N poměru. K produkci biomasy a karotenoidů je nejvhodnější kvasinka Rhodotorula glutinis. Ergosterol a ubichinon byly nejvíce produkovány kvasinkou Cystofilobasidium macerans. Největší obsah lipidů v biomase měla kvasinka Sporidiobolus pararoseus. Tato diplomová práce byla zpracována v rámci mezinárodního projektu „LipoFungi“.
|
|
|
Random mutagenesis and selection of red yeast mutants capable to utilize particular waste substrates
Čačková, Katarína ; Breierová, Emília (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Carotenoids are naturally occurring pigments of plants also produced by microbes. The area of their application concerns mainly food industry; however, they are used in chemical, pharmaceutical, and cosmetics industry as well. Currently, the isolation of carotenoids from plants is markedly regulated by legislation, so the study of their production is greatly emphasised, where the microbiological, instead of the synthetic, production of carotenoids is being prioritized. This work was made as a comparative study of carotenogenic yeasts of the genes Rhodotorula, Sporobolomyces, and Cystofilobasidium. Their ability to use various waste substrates as a carbon and nitrogen source and source of other nutrition factors was tested. In this work, conditions of random mutagenesis were optimized. Particular yeast strains were also subjected to the effect of mutagen ethyl methanesulfonate (EMS) in order to increase the production of biomass and specific metabolites – carotenoids and other lipid-soluble substances. Random mutagenesis and mutant strain selection was performed using waste subtrates as glycerol, pasta and some pasta hydrolyzed by fungal extracellular enzymes. Subsequently, a control of specific DNA sequences in pigments overproducing mutants was analyzed by PCR/DGGE (denaturating gradient gel electrophoresis). Increased production of -carotene was achieved in a mutant of Sporobolomyces roseus strain growing on glycerol, pasta, and hydrolyzed pasta. Overproduction of carotenoids by mutant strain of Rhodotorula glutinis was observed in glucose medium only. Mutants of Cystofilobasidium capitatum exhibited a decrease of biomass production; on the other hand, the production of carotenoids increased especially in pasta medium hydrolyzed by enzyme preparative from Fusarium solani. In this work it was confirmed that using random mutagenesis strains capable to utilize waste substrates can be selected. In mutant strains increased carotenoids biosynthesis was observed, which enables effective use of cheap substrates and reduction of the negative effects of wastes on the environment.
|
|
|
Optimalizace extrakce metabolitů produkovaných vybranými kmeny mikrořas a karotenogenních kvasinek.
Obračaj, Jan ; Holub, Jiří (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřená na produkci mikrobiální biomasy pomocí vybraných kmenů sinic a karotenogenních kvasinek. Následnou přípravu extraktů a studium jejich stability za různých teplotních podmínek s přídavkem antioxidantu tokoferolu. V rámci experimentu byly připraveny 2 série extraktů s hexanem a ethanolem. V teoretické části práce jsou popsány studované metabolity karotenoidy, chlorofyly, ubichinon, ergosterol a mikrobiální lipidy. Dále jsou zde popsány použité kmeny sinic a karotenogenních kvasinek. V neposlední řadě jsou popsány metody extrakce a analýzy metabolitů. Experimentální část popisuje použité kultivační techniky, přípravu mikrobiálních extraktů a použité analytické metody. Výsledková část práce poté obsahuje souhrn výsledků dlouhodobých stabilitních testů extraktů. Výsledky práce jasně potvrzují teplotní závislost stability jednotlivých metabolitů. Tento fenomén byl nejvíce patrný u pigmentů chlorofylů a karotenoidů. Jako nejlepším rozpouštědlem z hlediska stability použitých látek se jeví hexan. Výsledky této práce poskytují důležitou informaci z hlediska ekonomiky skladování těchto cenných látek využitelných v potravinářském, farmaceutickém či krmivářském průmyslu
|
|
|
Production of biologically active substances by yeasts and algae cultivated on different nutrition sources
Kohútová, Darina ; Němcová, Andrea (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Carotenoids are lipophilic pigments and the most widespread antioxidants occurring in nature with great application potencial in the cosmetics, pharmaceuticals and food industry. Lipids are one of the essential organic substances of living organisms as a nutrition source and energy supply. This work deals with the optimalization of nutritional characteristics of cultivation medium for cultivation of carotenogenic yeasts and algae. Two waste substrates were used and different nitrogen sources, NaCl concentrations, and various C/N ratios were applied. The biomass obtained was analysed by chromatography, and the production of carotenoids, ergosterol, coenzyme Q and lipids was evaluated. Of the tested nitrogen sources urea was the most favourable for yeasts, and sodium nitrate for algae. Higher salt concentration had a negative effect on yeast growth but increased degree of fatty acid unsaturation. Tested C/N led different effects: while the C/N ratio 16 most suitable for growth, the increasing C/N ratio caused the increase of the polyunsaturated fatty acids content. Of the used yeast strains, Rhodotorula mucilaginosa and Sporidiobolus salmonicolor exhibited the best production characteristics, of the used algae strains, it was Chlorella.
|
|
|
Aplikace chemických a fyzikálních stresů v pozdní fázi růstu na vybrané kmeny mikroorganismů
Langer, Marek ; Holub, Jiří (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
V biotechnologickém průmyslu je využíváno široké spektrum mikroorganismů, které slouží k produkci významných metabolitů. Mezi ně patří karotenoidy a chlorofyly s antioxidačními účinky, mastné kyseliny, ubichinon a ergosterol. Pro zefektivnění a ekonomickou udržitelnost v průmyslu jsou hledány způsoby, jakými by bylo možno zvýšit výtěžek metabolitů na maximum. Jednou z cest, která je využita i v této práci, je aplikace chemických stresových faktorů na mikroorganismy. V teoretické části byly popsány vybrané mikroorganismy, jejich důležité intracelulární metabolity, ale také jejich metabolismus. Poslední podkapitolou je využití stresových faktorů v průmyslu. V experimentální části byly podrobeny jednotlivé mikroorganismy různým koncentracím chloridu sodného, síranu kobaltnatého a chloridu železitého. Významné zvýšení produkce lipidů bylo zjištěno při aplikaci chloridu sodného na kvasinkový kmen Rhodosporidium toruloides. Zvýšení produkce karotenoidu torularhodinu nastalo po aplikaci železité soli u Sporidiobolus pararoseus, po aplikaci chloridu sodného byl vzrůst torularhodinu značný u kmenů Cystofilobasidium macerans a Rhodosporidium toruloides. Chlorid sodný byl taktéž vhodným stresovým faktorem pro tvorbu karotenoidu lykopenu u Rhodotorula mucilaginosa. Nejvýznamnějším stresovým faktorem u řas byl síran kobaltnatý, který zvýšil produkci metabolitů u Scenedesmus obliquus. Značné produkce dosáhla také sinice Anabaena torulosa v přítomnosti chloridu sodného.
|
|
|
Use of diffrent nutrition source by selected carotenogenic yeasts
Čačková, Katarína ; Starečková, Terezie (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Carotenoids are the most common naturally occurring terpenoid pigments. Because of their positive biological functions, carotenoids represent a group of important molecules for the pharmaceutical, chemical, food and feed industries. This work was realized as a comparative study focused on use of some waste substrates as nutritional sources for production of carotenoid pigments by red yeast Rhodotorula aurantiaca. Yeast were cultivated in different media with selected waste substrates – apple fiber, whey, wheat etc. To some media hydrolytic enzymes prepared from some fungal strains were added. Most of waste substrates seems to be useful for R. aurantiaca cultivation. As the best nutritional sources for enriched biomass and carotenoid production apple fiber or wheat processed by mixed preparative of extracellular hydrolases from Fusarium solani were found.
|
|
|
Využití odpadních surovin k produkci obohacené kvasinkové biomasy
Starečková, Terezie ; Demnerová, Kateřina (oponent) ; Vávrová, Milada (oponent) ; doc.PharmDr.Petr Babula, Ph.D. (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Kvasinky jsou stejně jako ostatní organismy neustále vystavovány vlivům okolního prostředí. Jejich přežití závisí na dovednosti přizpůsobit se environmentálním změnám včetně schopnosti využívat různé alternativní zdroje živin. V předložené disertační práci byly karotenogenní kvasinky patřící mezi rody Rhodotorula, Sporobolomyces a Cystofilobasidium testovány z hlediska využitelnosti vybraných odpadních substrátů a rovněž podrobeny souběžně účinkům několika typů exogenního stresu a mutacím za účelem zvýšení produkce mikrobiální biomasy obohacené specifickými metabolity. Jako alternativní nutriční zdroje pocházející z odpadních substrátů ze zemědělské a hospodářské výroby byly testovány jablečné slupky, vláknina, kukuřičné klíčky a další. Kvasinky byly dále vystaveny působení osmotického, oxidačního a kombinovaného stresu (přídavky NaCl a H2O2 o různých koncentracích do kultivačních médií), dále iontů kovů selenu a chromu v koncentracích 0,01 mM, 0,1 mM a 1 mM. Testoval se také vliv mutagenu ethylesteru kyseliny metansulfonové. Při provedených experimentech se sledovala schopnost adaptace buněk, morfologické změny, zabarvení médií produkovanými pigmenty, tvorba některých významných kvasinkových metabolitů a změny ve fragmentaci chromozomální DNA. Za účelem vyhodnocení potenciálních změn v kvasinkovém genomu po působení mutagenu a stresových faktorů se optimalizovaly metody izolace intaktní chromozomální DNA a následná analýza pulsní gelovou elektroforézou. Množství produkovaných metabolitů se analyzovalo zejména pomocí RP-HPLC s UV/VIS a MS detekcí. V práci bylo prokázáno, že většina kmenů je schopna využívat studované odpadní substráty a produkovat na nich vybrané cílové metabolity. Biomasa se např. u R. aurantiaca na jablečné vláknině pohybovala kolem 7 g/l a u C. capitatum při kultivaci na neupravené syrovátce dosahovala 9 g/l. Vyprodukované množství karotenoidů činilo u R. aurantiaca při kultivacích na pšeničné kaši a kukuřičných klíčcích s enzymatickou hydrolýzou F. solani 1,01 mg/g, u S. roseus na těstovinách až 4,3 mg/g. Hodnoty syntézy ergosterolu se u R. aurantiaca pohybovaly na jablečných slupkách kolem 4,8 mg/g, u S. roseus při kultivaci na těstovinách s enzymatickou hydrolýzou P. chrysosporium 8,9 mg/g. Nejvhodnějším substrátem pro produkci biomasy a indukci karotenoidů jsou odpady obsahující směs jednodušších a složených sacharidů obohacená o přídavek dusíkatých látek. Potenciální cytotoxický účinek stresových faktorů o nízkých koncentracích nebyl prokázán. Genom karotenogenních kvasinek se podařilo rozdělit optimalizovanou metodou PFGE, karyotypy jednotlivých zástupců obsahují 11 a více chromosomů s viditelnými odlišnostmi mezi jednotlivými druhy i rody. V rámci zahraniční stáže se testovala schopnost rekombinantní kvasinky S. cerevisiae přeměňovat xylózu na xylitol, čímž by se dosáhlo zvýšení produkce bioethanolu jakožto náhradního zdroje paliv. Ukázalo se, že jak využitím ligninocelulózových materiálů k produkci biolihu, tak i různých odpadních substrátů k mikrobiální syntéze karotenoidů by vedlo ke snížení průmyslových výrobních nákladů na produkci kvasinkových metabolitů, jakož i ke snížení negativní zátěže na životní prostředí.
|
|
|
Produkce beta-glukanů vybranými druhy kvasinek, řas a sinic
Veselá, Markéta ; Kočí, Radka (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Pro předloženou diplomovou práci bylo vytipováno několik druhů kvasinek a mikrořas a ve vybraných producentech byly analyzovány -glukany, lipidy, karotenoidy, ergosterol a koenzym Q. Podmínky kultivace kvasinek byly voleny s ohledem na co nejvyšší produkci -glukanů. Kultivace řas byla prováděna dle postupů Sbírky autotrofních mikroorganismů (CCALA). Ze zástupců mikrořas byly vybrány Desmodesmus acutus, Dunaliella salina, Arthrospira maxima a Cyanothece sp. Pro kultivace kvsinek byly vybrány druhy: Rhodotorula glutinis, Cystofilobasidium macerans a Sporidiobolus metaroseus. Kultivována byla také Saccharomyces cerevisiae, která je dnes již ověřeným zdrojem -glukanů a je považována za zdravotně bezpečný GRAS organismus. Z uvedených důvodů byla S. cerevisiae použita jako standard pro porovnání produkce -glukanů ve vybraných druzíh kvasinek. -glukany byly stanoveny pomocí enzymatického kitu K-YBGL Megazyme, karotenoidy, ergosterol a koenzym Q byly stanoveny pomocí HPLC/PDA a lipidy, respektive obsah mastných kyselin byl stanoven pomocí GC/FID. Nejlepším producentem kvasinkových -glukanů byla R. glutinis a S. metaroseus a nejlepší podmínky pro produkci -glukanů i ostatních metabolitů byl C/N poměr 70. U mikrořas byla prokázána pouze produkce -glukanů, jejichž největším producentem byl D. acutus.
|
host ::
RSS.