|
|
Simultánní kokultivace vybraných kmenů karotenogenních kvasinek a autotrofních bakterií
Blažková, Jana ; Němcová, Andrea (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce byla zaměřena na studium kokultivací vybraných mikroorganismů, kterými byly karotenogenní kvasinky a sinice. V těchto kokultivacích byla srovnávána produkce vybraných metabolitů. Mezi hlavní sledované metabolity byly řazeny karotenoidy, steroly, koenzym Q10, chlorofyly a lipidy. Dále se tato práce zaměřila na studium a možnosti optimalizace produkce lipidů a lipidových látek u vybraných kmenů karotenogenních kvasinek a druhů sinic. Teoretická část se zabývá popisem karotenogenních kvasinek, sinic a chemickým složením produkovaných metabolitů. Kvasinky a sinice obsahují karotenoidy, přírodní pigmenty, řazené mezi antioxidanty. Jako antioxidanty mají výrazné biologické účinky v lidském organismu, mezi kterými jsou například protinádorové a protizánětlivé účinky, či účinky proti neurodegenerativním nemocem. Dalšími metabolity mikroorganismů s pozitivním vlivy na lidské tělo jsou ergosterol a koenzym Q. Chlorofyl produkovaný sinicemi nachází uplatnění v potravinářském průmyslu jako zelené barvivo. Lipidy vytvářené těmito mikroorganismy obsahují velké množství nenasycených mastných kyselin nacházejících uplatnění v kosmetice nebo farmacii. V teoretické části byly také popsány jednotlivé analytické metody, kterými byla zjišťována produkce sledovaných metabolitů. Experimentální část je zaměřená na produkci karotenoidů, sterolů, koenzymu Q10 a chlorofylu, které jsou stanovovány pomoci HPLC, lipidy a profil mastných kyselin jsou stanovovány pomocí GC. Stanovované metabolity jsou sledovány v různých druzích kokultivačních partnerů (karotenogenní kvasinka a sinice) v médiích s různými přídavky makroprvků (P, N a Mg). Poté následoval experiment kokultivací s použitím odpadních olejů (fritovací a kávový olej) a studium vlivu odpadních olejů přidávaných do kokultivací. Kokultivační experimenty potvrdily schopnost společného růstu karotenogenních kvasinek a sinic. Nejlepších výsledků bylo dosaženo u dvojic Rhodosporidium toruloides a Anabena torulosa, Rhodosporidium toruloides a Arthrospira maxima.
|
|
|
Aplikace fyzikálních a chemických stresových faktorů v různých fázích růstu na autotrofní mikrorganismy
Sniegoňová, Pavlína ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
V současné době stále roste poptávka po metabolitech produkovaných mikrořasami a sinicemi, pro jejich pozitivní účinky na lidský organismus a zdraví. Mezi tyto metabolity se řadí především karotenoidní barviva, jejichž antioxidační vlastnosti jsou pro spotřebitele velmi atraktivní. Tyto látky se používají především v doplňcích stravy, ale uplatňují se i ve farmaceutickém průmyslu. Mezi tyto látky patří například -karoten, ale také chlorofyly, které se významně podílejí na procesu fotosyntézy. Další významné metabolity jsou lipidy, které jsou součástí buněčných struktur, a slouží k celé řadě dalších funkcí. Teoretická část se zaměřuje na popis řas a sinic jejich kultivaci. Dále vlivu stresových faktorů na produkci biomasy a metabolitů. Metabolity jsou pak charakterizovány z hlediska vlastností a biochemických drah vedoucím k jejich produkci. Následně jsou zmíněny vyhodnocovací techniky použity k charakterizaci nakultivované biomasy. Ve výsledkové části jsou pak srovnány produkční vlastnosti v závislosti na vybraných stresových faktorech.
|
|
|
Kultivace karotenogenních kvasinek v přítomnosti biologického stresu indukovaným vybranými kmeny autotrofních mikrořas
Sikorová, Pavlína ; Byrtusová, Dana (oponent) ; Szotkowski, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývala především biologickým a nutričním stresem v kultivacích karotenogenních kvasinek a zelených mikrořas. Byl sledován nárust biomasy v závislosti na kultivačním prostředí, produkce metabolitů (převážně karotenoidů a chlorofylů) a také produkce lipidů a lipofilních látek. Všechny typy těchto stresů se snažily vést ke zvýšení produkce jak biomasy, tak i sledovaných metabolitů. Teoretická část je zaměřena na popis jednotlivých mikroorganismů, popis produkovaných metabolitů a jejich stručnou biosyntézou. Jsou představeny a podrobněji popsány jednotlivé typy kultivačních stresů. V této části jsou také uvedeny jednotlivé metody určené pro kvantitativní i kvalitativní analýzu sledovaných metabolitů. Experimentální část je zaměřena na studium produkce biomasy, karotenoidů, chlorofylů, koenzymu Q, sterolů a lipidických látek. Biologický stres byl indukován kokultivací řasy a kvasinky v rámci jednoho média. V případě nutričního stresu se jednalo o kultivace, kdy bylo médium navýšeno o určité množství konkrétních makroprvků, anebo byl do média přidán odpadní olej. Studovanými kvasinkami byly Rhodosporidium toruloides, Rhodotorula kratochvilovae a Sporobolomyces pararoseus. Zástupce mikrořas tvořili Desmodesmus acutus, Desmodesmus armatus, Scenedesmus obliquus, Desmodesmus velitaris, Desmodesmus communis, Coccomyxa sp. Chlamydomonas reinhardtii a Chlorella minutissima. Obecně nejúspěšnější kokultivační multikultivátorové experimenty jsou ty s kvasinkou R. kratochvilovae. V případě kultivací na odpadních olejích, byly nejlepšími producenty biomasy a metabolitů kokultivační experimenty s kvasinkou R. toruloides. U mikrořasových experimentů bylo zjištěno, že nutriční stres v podobě přidaného glycerolu do média mělo inhibiční vliv na růst i metabolismus mikrořas.
|
|
|
Biologická role PHA cyklu u bakterie Rhodospirillum rubrum
Šarköziová, Patrícia ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Slaninová, Eva (vedoucí práce)
Diplomová práca sa zaoberá štúdiom produkcie polyhydroxyalkanoátov (PHA) a ich protektívnymi účinkami pri vystavení bakteriálneho kmeňa Rhodospirillum rubrum rôznym stresovým faktorom. Teoretická časť tejto práce sa venuje charakterizácii polyhydroxyalkanoátov a použitého bakteriálneho kmeňa. V prvej časti experimentálnej práce boli skúmané vybrané uhlíkové substráty pre nárast biomasy a produkciu PHA v rôznych časových intervaloch (24, 48, 72 a 96 hodín). Ako zdroj uhlíka slúžil acetát, fruktóza, hexanoát a malát. Druhá časť práce bola zameraná na výber vhodnej fluorescenčnej sondy pre baktériu Rhodospirillum rubrum (propidium jodid, SYTOXTM, fluoresceín diacetát), ktorá slúžila na stanovenie viability bakteriálnych buniek pomocou prietokovej cytometrie. Touto metódou bola stanovená viabilita bakteriálnych buniek po ich expozícii rôznym stresovým faktorom (teplotný stres, mrazenie a rozmrazenie, etanolový stres, osmotický stres, peroxidový stres, pH stres, UV stres). Nakoniec bola meraním optickej hustoty stanovená rastová krivka baktérie Rhodospirillum rubrum.
|
|
| |
|
|
Antokyany v listech rostlin: ochranná funkce a detekce spektrálními metodami
Nikodymová, Michaela ; Albrechtová, Jana (vedoucí práce) ; Urban, Otmar (oponent)
Rostliny se během svého života musí vypořádat se změnou různých faktorů vnějšího prostředí, z nichž některé vyvolávají u rostlin stres. Stresory mohou v rostlinách způsobit poškození vedoucí k inhibici růstu a fotosyntézy, to může v extrémním případě nebo po dlouhodobém vystavení stresu vést ke smrti celého organismu a negativně se odrážet v zemědělských výnosech. Rostliny si musely vyvinout obranné mechanismy, mezi něž patří i akumulace antokyanů, které se při vystavení rostliny stresovému faktoru mohou hromadit v listech. Cílem práce je shrnout poznatky o vlivu stresových faktorů na akumulaci antokyanů v listech a o funkci antokyanů v ochraně před těmito faktory. Antokyany mají nejčastěji funkci antioxidantů, které reagují s ROS a tím je inaktivují, mohou fungovat i jako filtry chránící fotosystémy před UV zářením, a jako ochrana před herbivory. V práci jsou také shrnuty poznatky o spektrálních metodách detekce antokyanů v listech s důrazem na nedestruktivní metody detekce. Spektrální metody umožňují analyzovat antokyany na základě interakce listu a látek v něm obsažených se zářením, které na list dopadá. Nejčastěji používanou metodou je UV-VIS spektrofotometrie. Pro studium změny pigmentů v listech během ontogenetického vývoje je třeba použít nedestruktivní metody jejich detekce. Použití vhodné...
|
|
|
Vliv stresových faktorů na tvorbu karotenoidů v izolovaných kmenech půdních řas
Očadlíková, Terezie ; Němcová, Yvonne (vedoucí práce) ; Nedbalová, Linda (oponent)
Mikroskopické zelené řasy produkují celou řadu prospěšných látek. Mezi komerčně využívané patří hlavně pigmenty především pak sekundární karotenoidy. Zatímco primární karotenoidy jsou součástí fotosyntetického aparátu, sekundární karotenoidy jsou produkovány pouze za určitých specifických podmínek (např. vysoký osvit, nedostatek dusíku). Sekundární karotenoidy mají antioxidační schopnosti, které chrání buňku před nepříznivými vlivy. Komerčně využívané kmeny a kmeny, které se testují pro potencionální využití, pochází téměř výhradně z řasových sbírek, proto je tato diplomová práce zaměřena na kmeny izolované z přírody. Byly nalezeny a vyizolovány dva kmeny aeroterestrických zelených jednobuněčných řas, které projevily potenciál produkovat karotenoidy. Tyto kmeny byly určeny jako Tetracystis pulchra (clade Dunaliellinia) a Tetracystis sp., kmen příbuzný Tetracystis tetraspora SAG 98.80, patřící do cladu Stephanosphaerinia. Pro kmen T. pulchra byly následně optimalizovány kultivační podmínky a poté byla kultura podrobena sérii experimentů zkoumajících vliv stresových faktorů na tvorbu a akumulaci karotenoidů. Konkrétně byl testován efekt dusíkového hladovění, intenzity osvitu, teploty a UVA záření. Bylo prokázáno, že zejména intenzita osvitu a limitace dusíkem ve velké míře ovlivňují biomasu i tvorbu...
|
|
|
Transportéry KT/HAK/KUP - role ve vývoji rostliny a reakci na podmínky prostředí
Doležalová, Barbora ; Tylová, Edita (vedoucí práce) ; Hála, Michal (oponent)
Draslík je esenciální prvek, který je nezbytný v mnoha rostlinných procesech. Funguje jako hlavní osmotikum a podílí se na regulaci turgoru během růstu buněk nebo při pohybech průduchů. Je také důležitý pro udržení membránového potenciálu. Na transportu K+ se v rostlinách podílí transportéry z rodiny KT/HAK/KUP. Některé z nich jsou důležité pro příjem K+ z prostředí (HAK5, KUP7), jiné pro regulaci turgoru buněk (KUP2, KUP6, KUP8). Mezi méně prozkoumané transportéry rodiny KT/HAK/KUP u Arabidopsis thaliana patří KUP5 a KUP9, které jsem zkoumala v rámci této diplomové práce. V rámci diplomové práce jsem analyzovala růstový fenotyp kup5 mutantních rostlin. Výsledky ukazují, že kup5 mutantní rostliny nejsou citlivější k podmínkám nedostatku K+ oproti rostlinám divokého typu, proto KUP5 pravděpodobně není zapojen do příjmu K+ z prostředí. Kup5 mutantní rostliny byly většího vzrůstu oproti rostlinám divokého typu, zároveň měly větší buňky kořene a hypokotylu a také delší meristematickou zónu kořene. Tento růstový fenotyp naznačuje, že se KUP5 podílí na regulaci růstu buněk, pravděpodobně prostřednictvím regulace turgoru. Protein KUP5 byl pomocí konstruktu pKUP5::KUP5-GFP lokalizován v ER, správnost této lokalizace bude ale potřebovat další ověření. Exprese genu KUP5 byla pomocí konstruktu pKUP5:GUS...
|
|
|
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.
|
|
|
Studium akumulace polyhydroxyalkanoátů u cyanobakterií
Pacasová, Viktorie-Alexandra ; Slaninová, Eva (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce je zaměřená na studium vlivu vybraných stresových faktorů na produkci PHB u kmenů cyanobakterií Synechocystis sp. PCC 6803 a Synechocystis salina CCALA 192. Cyanobakterie byly kultivovány v multikultivátoru a jako stresový faktor byl použit zvýšený obsah soli (chloridu sodného) nebo směs acetátu a -butyrolaktonu v kultivačním médiu. Obsah PHB v jednotlivých cyanobakteriích byl stanovován pomocí plynové chromatografie, přítomnost a množství barviv byla stanovována pomocí extrakce barviv a pomocí přímé spektrofotometrické analýzy. Získané výsledky nepotvrdily hypotézu o zvýšení produkce PHB při kultivaci cyanobakterií v prostředí se zvýšeným obsahem soli. Příčinou tohoto zjištění je pravděpodobně společné působení několika stresových faktorů jako zvýšený obsah soli, kontinuální osvětlení v multikultivátoru a limitace dusíkem, díky použitému typu média, na kultury Synechocystis salina CCALA. Při kultivaci se směsí acetátu a -butyrolaktonu byly kultury analyzovány stejným způsobem, jako v případě prostředí se zvýšeným obsahem soli, a byla stanovována i přítomnost kopolymeru 3-hydroxybutyrátu a 4-hydroxybutyrátu. Během této kultivace byl rovněž pozorován pozitivní vliv kombinace působení kontinuálního osvětlení, typu média limitujícího dusík a výchozí koncentrace buněk v kulturách na rychlost růstu vybraných kmenů cyanobakterií.
|
host ::
RSS.