|
|
Biotechnologická produkce PHA pomocí vybraných bakteriálních isolátů
Matějka, Filip ; Šedrlová, Zuzana (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce pojednává o produkci polyhydroxyalkanoátů (PHA) za využití termofilních bakteriálních izolátů s označením 34, 35 a BŽ. Bakteriální mikroorganismy pocházejí z aktivovaného kalu a kompostu. Teoretická část práce obsahuje popis PHA, extremofilních bakterií a detekčních technik pro stanovení polyhydroxyalkanoátů. V experimentální části byla nejprve pomocí PCR stanovena přítomnost phaC genu, který je klíčový pro schopnost produkce PHA a bakteriální kmeny byly také podrobeny sekvenaci genu 16S rRNA za účelem jejich taxonomické klasifikace. V další části experimentální práce došlo k optimalizaci podmínek pro nárůst biomasy a produkci PHA. Postupně byly identifikovány vhodného zdroje uhlíku, ideální kultivační teplota a taktéž byl sledován vliv prekurzorů na produkci kopolymerů. Složení a podíl PHA byl stanoven pomocí GC-FID a na závěr proběhl vizuální screening akumulace PHA uvnitř bakteriálních buněk za pomocí fluorescenční mikroskopie.
|
|
|
Využití bakterie Tepidimonas taiwanensis k produkci polyhydroxyalkanoátů na odpadních substrátech
Vidláková, Michaela ; Pernicová, Iva (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce je zaměřena na screening produkce PHA pomocí termofilní bakterie Tepidimonas taiwanensis a na studium možného využití hroznových výlisků, melasy a odpadního papíru jako levných uhlíkatých substrátů pro kultivace charakterizované bakterie. Nejprve bylo provedeno testování základních kultivačních parametrů zahrnujících koncentraci uhlíkatého substrátu, dostupnost kyslíku, schopnost utilizace zdrojů dusíku a vybraných disacharidů. Produkce PHA z odpadních substrátů byla testována třemi způsoby. Při prvním byly jako zdroj uhlíku použity předem připravené hydrolyzáty z odpadních surovin zbavené pevného podílu. Druhý a třetí postup byl proveden nadávkováním odpadních materiálů přímo do minerálních médií, která se lišila pouze přítomností a absencí enzymového preparátu umožňujícím enzymatickou hydrolýzu dané suroviny za vzniku fermentovatelných sacharidů. Nejintenzivnější nárůst kultury a nejvyšší produkce PHA byla zaznamenána na hydrolyzátu z hroznových výlisků. Koncentrace biomasy u tohoto vzorku dosahovala až 4,8 g/l s obsahem 59 % PHA. Přídavek hroznových výlisků přímo do produkčního média se naopak vůbec neosvědčil, což bylo pravděpodobně způsobeno přítomností velkého množství inhibičních látek z výlisků. Podobně tomu bylo i u melasy a odpadního papíru, kdy byla bakterie Tepidimonas taiwanensis schopna růstu a případné produkce PHA pouze v malé míře. V rámci práce se podařilo také charakterizovat vliv teploty a pH na aktivitu enzymového koktejlu Viscozyme L a určit teplotní a pH optimum PHA syntázy bakteriálního kmene Tepidimonas taiwanensis v buněčném lyzátu.
|
|
|
Screening biotechnologického potenciálu vybraných zástupců rodu Geobacillus a dalších příbuzných rodů
Kouřilová, Xenie ; Brázda, Václav (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá screeningem biotechnologického potenciálu vybraných termofilních zástupců rodu Geobacillus, Saccharococcus a Bacillus, přičemž bakterie z prvních dvou zmíněných rodů pocházely z české a německé sbírky mikroorganismů a bakterie rodu Bacillus byly přírodní izoláty. U zkoumaných kmenů byla zjišťována schopnost utilizace uhlíkatých zdrojů. Dále byla testována produkce biosurfaktantů, extracelulárních hydrolytických enzymů (proteázy, amylázy, lipázy, celulázy a xylanázy), organických kyselin, antimikrobiálních látek a mikrobiálních plastů – polyhydroxyalkanoátů. Bakterie S. thermophilus, G. uzenensis a G. zalihae vykazovaly významnou schopnost produkce biosurfaktantů. Kmeny G. jurassicus, G. uzenensis, G. gargensis a G. lituanicus byly schopny intenzivní produkce všech testovaných technologicky významných enzymů. Nejvyšších antimikrobiálních účinků dosahovaly bakterie G. stearothermophilus a G. thermocatenulatus. Nejvyšší produkce kyseliny octové bylo dosaženo u G. jurassicus a kyseliny mléčné u G. thermodenitrificans. Schopnost produkce polyhydroxyalkanoátů byla na úrovni genotypu prokázána pouze některými kulturami, ovšem na úrovní fenotypu byla odezva negativní. Naopak bakterie rodu Bacillus byly schopny produkovat polyhydroxyalkanoáty, i když za daných podmínek pouze v malé míře. U zbylých zkoumaných metabolitů byla schopnost produkce ve srovnání s rody Geobacillus a Saccharococcus výrazně nižší.
|
|
|
Screening produkce extremozymů u vybraných extrémofilních producentů PHA
Dyagilev, Dmitry ; Obruča, Stanislav (oponent) ; Pernicová, Iva (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá screeningem produkce extraceluárních hydrolytických enzymů u termofilních mikroorganismů rodů Aneurinibacillus, Brevibacillus, Chelatococcus Pseudomonas, Schlegelella, Tepidimonas a Caldimonas. U zkoumaných mikroorganismů byla testována schopnost produkce vybraných enzymů, konkrétně proteáz, lipáz, amyláz, xylanáz, celuláz a pektináz. Takové testování dalo možnost posoudit, u kterých mikroorganismů je možné pozorovat produkci konkrétních enzymů. Na základě výsledků screeningu bylo zjištěno, že Schlegelella aquatica LMG 23380, Tepidimonas fonticaldi LMG 26746 a zkoumané mikroorganismy z rodu Chelatococcus neprojevily schopnost extracelulárně produkovat žádný z testovaných enzymů. U přírodních izolátů Brevibacillus borstelensis LK 99 a Aneurinibacillus thermoaerophilus LK 102 byla detekována pouze schopnost produkce lipolytických enzymů. Jako univerzální producent všech vybraných extremozymů vystupuje izolát Brevibacillus borstelensis Bz. U vybraných producentů bylo provedeno stanovení aktivity enzymů. Bakterie Brevibacillus borstelensis Bz dokázala schopnost produkce všech šesti vybraných hydrolytických enzymů a také má nejvyšší aktivitu lipáz, xylanáz, celuláz a pektináz z testovaných mikroorganismů. Nejvyšší proteolytickou aktivita byla naměřena u bakterie Thermomonas hydrothermalis DSM 14834 při kultivaci na odstředěném sušeném mléce.
|
|
|
Nové způsoby isolace PHA z bakteriální biomasy
Dlouhá, Karolína ; Slaninová, Eva (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá studiem izolace polyhydroxyalkanoátů pomocí komerčního surfaktantu a vybraných biosurfaktantů, kterými byly sophorolipidy, kokosové mýdlo, lecitin, lauryl glukosid, coco glukosid a cocamidopropyl betain. PHA bylo izolováno z bakterie Schlegelella thermodepolymerans DSM 15344, u které bylo nejdříve optimalizováno množství NaCl v produkčním médiu. Molekulová hmotnost izolovaného polymeru byla analyzována pomocí SEC-MALS, přičemž největší pokles molekulové hmotnosti byl zaznamenán u kokosového mýdla. Případné nečistoty v izolovaném polymeru byly analyzovány pomocí infračervené spektrometrie (ATR-FTIR), kdy nejmenší znečištění polymeru proteiny bylo zaznamenáno u kokosového mýdla. Z výše uvedených biosurfaktantů bylo vybráno kokosové mýdlo, lauryl glukosid a coco glukosid, s nimiž bylo získáno PHA o nejvyšší čistotě. Největší potenciál však mělo kokosové mýdlo. U vybraných biosurfaktantů byla optimalizována teplota izolace a koncentrace surfaktantu. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při 90 °C a koncetraci 5 g/L. Dále byla zkoušena univerzálnost metody izolace pomocí vybraných biosurfaktantů na různých termofilních mikroorganismech, kterými byly Chelatococcus composti DSM 101465, Schlegelella thermodepolymerans DSM 15264, Tepidimonas taiwanensis LMG 22826 a Aneurinibacillus thermoaerophilus H1.
|
|
|
Využití vybraných extremofilních bakterií k produkci bioplastů
Vidláková, Michaela ; Obručová,, Hana (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na studium biotechnologického potenciálu termofilních bakterií Tepidiphilus thermophilus, Tepidimonas taiwanensis a Tepidimonas fonticaldi. Cílem práce bylo prozkoumat schopnost bakterií produkovat polyhydroxyalkanoáty (PHA). V teoretické části je zahrnuta charakteristika PHA a extremofilních bakterií. V experimentální části byly zkoumané bakterie testovány pomocí molekulárně biologické metody PCR na přítomnost genu phaC kódujícího PHA syntázu první třídy. Přítomnost genu phaC byla potvrzena u bakteriálních kmenů Tepidiphilus thermophilus a Tepidimonas taiwanensis. U všech vybraných mikroorganismů byla prověřována schopnost produkce PHA na různých zdrojích uhlíku, byly stanoveny optimální teploty pro kultivaci a přídavkem prekurzorů do produkčního média byla zjišťována schopnost syntézy kopolymerů. Nejintenzivnější produkce PHA byla zaznamenána u bakteriálního kmene Tepidimonas taiwanensis, avšak ostatní kmeny byly také schopny tvořit PHA. U některých kmenů byla prokázána i schopnost produkce kopolymerů P(3HB-co-3HV) nebo P(3HB-co-4HB). Významné množství P(3HB-co-3HV) bylo získáno při použití kmene Tepidimonas taiwanensis. U kmene Tepidimonas taiwanensis byla testována schopnost využití různých modelových hydrolyzátů k tvorbě PHA. K nejvyššímu zisku PHA došlo při použití modelového hydrolyzátu měkkého dřeva. Dále byla testována schopnost tvorby proteáz vybranými kmeny bakterií. Přítomnost těchto enzymů byla zjištěna u kmene Tepidimonas taiwanensis, u kterého následovalo stanovení teplotního optima proteáz, pH optima proteáz a jejich molekulové velikosti.
|
|
|
Biotechnologická produkce PHA z odpadních substrátů
Krejčiřík, Roman ; Hrabalová, Vendula (oponent) ; Obruča, Stanislav (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá studiem produkce polyhydroxyalkanoátů za použití extraktu z vinných matolin. Cílem práce bylo zjistit, zda lze využít extrakt z vinných matolin jako substrát pro produkci polyhydroxyalkanoátů (PHA). Na přípravu extraktů byly použity matoliny z odrůd Veltlínské červené rané, Müller Thurgau, Pálava, Sauvignon, Rulandské bílé, Frankovka (růžové víno) a Frankovka (červené víno). Pro tento výzkum byly vybrány termofilní bakterie Schlegelella thermodepolymerans, Caldimonas meghalayensis, Tepidimonas taiwanensis a přírodní izolát s označením 34, ze kterých byl následně vybrán nejlepší PHA producent. Nejlepší přeměnu zbytkových cukrů na PHA prokázala bakterie T. taiwanensis, která poté byla použita na všechny následné kultivace. Nejvyšších koncentrací vyprodukovaného PHA při použití neředěných vzorků bylo dosaženo na extraktech z odrůd Sauvignon a Rulandské bílé. U ostatních extraktů patrně došlo k inhibici látkami obsaženými v extraktu. Za účelem optimalizace bylo provedeno zředění matolinového extraktu s vodou. Nejvyšších koncentrací PHA při použití zředěných extraktů bylo dosaženo u extraktu z odrůd Frankovka (růžové víno) a Frankovka (červené víno).
|
|
|
Využití termofilních mikroorganismů při biodegradaci lignocelulosových materiálů
Klašková, Lenka ; Zemanová, Jana (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
Buněčná stěna rostlin je tvořena několika vrstvami: celulosou, hemicelulosou, ligninem a pektinem. Tyto biopolymery jsou degradovány mnoha mikroorganismy. K biodegradaci pomocí mikroorganismů dochází za pomocí extracelulárních enzymů. Tato diplomová práce byla zaměřena na studium vlivu podmínek kultivace na produkci extracelulárních enzymů na karboxymethylcelulase a pektínu při použití směsné termofilní kultury, která obsahuje mikroorganismy rodu Bacillus a Thermus. Kultivace byla prováděná v baňkách na třepačce s rychlostí třepání 99 min-1 při teplotě 60 °C. Byla sledována celulolytická a polygalakturonázová aktivita, koncentrace bílkovin pomocí Biuretovi metody, koncentrace redukujících látek pomocí metody Somogyiho a Nelsona a teplotní optimum.
|
|
|
Utilizace syrovátky termofilními mikroorganismy
Rychová, Alexandra ; Vítová, Eva (oponent) ; Babák, Libor (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se věnuje utilizaci syrovátky termofilními bakteriemi rodu Thermus a Geobacillus. Jako kultivační médium byla použita syrovátka, ze které byly odstraněny bílkoviny. Kultivace probíhaly v Erlenmeyerových baňkách ke stanovení optimálních podmínek růstu jednotlivých mikroorganismů. V průběhu kultivace ve fermentoru byly stanoveny růstové křivky. Míra utilizace syrovátky byla posuzována analytickými metodami stanovujícími koncentraci redukujících cukrů (laktosy) a chemickou spotřebu kyslíku (CHSK) při studiu optimálních podmínek a metodou stanovující koncentraci redukujících cukrů při studiu růstových křivek.
|
|
|
Zapojení polyhydroxyalkanoátů do stresové odpovědi termofilní bakterie Schlegelella thermodepolymerans
Berger, Matyáš ; Nováčková, Ivana (oponent) ; Slaninová, Eva (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na zkoumání vlivu rozdílných stresových faktorů na bakterii Schlegelella thermodepolymerans, která je schopná produkce polyhydroxyalkanoátů. V tomto případě ve formě poly(3-hydroxybutyrátu). Vybranými stresovými faktory byly teplotní šok, opakované zmrazení a rozmrazení. Posledním stresovým faktorem byl osmotický stres, vyvolaný roztoky chloridu sodného o různé koncentraci. V teoretické části byly charakterizovány polyhydroxyalkanoáty, termofilní organismy, mechanismy jednotlivých stresů a metody analýzy polyhydroxyalkanoátů. V experimentální části byly porovnány dva kmeny termofilní bakterie Schlegelella thermodepolymerans, a to M 15344 a DSM 15344. Byla porovnána odolnost vůči stresu obou kmenů, měřením viability za pomocí metody průtokové cytometrie. Během měření byl sledován nárůst optické hustoty, a za pomocí GC-FID byl stanoven obsah P(3HB) v biomase. Morfologické změny způsobené stresy byly pozorovány pomocí metod elektronové mikroskopie Cryo-SEM a STEM. Kmen DSM 15344 vykazoval lepší růst a produkci P(3HB), než kmen M 15344, který naopak lépe odolával vystavenému stresu.
|
host ::
RSS.