Permeabilizacija stanica bakterije Leuconostoc mesenteroides i njihova primjena u proizvodnji alfa-glukozilglicerola

diplomski rad

• Naslov (engleski): Permeabilization of cells of bacterium Leuconostoc mesenteroides and their application in production of alfa-glucosylglycerol
• Autor: Ivan Vučenović
• Mentor: Anita Slavica (mentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prehrambeno-biotehnološki fakultet; (Zavod za biokemijsko inženjerstvo); (Laboratorij za biokemijsko inženjerstvo, industrijsku mikrobiologiju i tehnologiju piva i slada); Zagreb
• Datum i država obrane: 2018-07-19, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: BIOTEHNIČKE ZNANOSTI; Biotehnologija

Sažetak

Gram-pozitivna bakterija mliječne kiseline Leuconostoc mesenteroides znatno bolje raste u kemijski djelomično definiranoj podlozi pri aerobnim ( = 0,24 h-1) nego mikroaerofilnim uvjetima ( = 0,02 h-1). Pri aerobnim uvjetima ova bakterija doseže polovinu eksponencijalne faze rasta kroz 5,0 h, kada je koncentracija i aktivnost saharoza fosforilaze, citoplazmatskog enzima koji katalizira transglukozilaciju, maksimalna. U reakcijskoj smjesi u kojoj je istraživana transglukozilacijska aktivnost saharoza fosforilaze, saharoza je donor glukozila, dok je glicerol akceptor glukozila. Međutim, saharoza i glicerol su supstrati za centralni metabolizam u stanicama ove heterofermentativne bakterije mliječne kiseline s pomoću koje je proizvedena samo mliječna kiselina, dok ostali krajnji proizvodi razgradnje ovih supstrata nisu identificirani HPLC metodom. Primjena ultrazvuka i površinski aktivne tvari Tween-80 pokazale su se kao dobre metode, kojima je moguće permeabilizirati bakterijske stanice ali i utjecati na aktivnost ove bakterije. Nakon provedenih postupaka permeabilizacije stanice se dalje eksponencijalno umnažaju i zadržavaju svoju metaboličku aktivnost. U reakcijskoj smjesi s pomoću permeabiliziranih stanica bakterije L. mesenteroides formira se α-glukozilglicerol, koji se eluira između saharoze i glukoze tijekom HPLC analize uzoraka. Nastavak ovog istraživanja uključuje izolaciju proizvedenog proizvoda i njegovu identifikaciju i kvantifikaciju npr. nuklearnom magnetnom rezonancijom.

Sažetak (engleski)

Gram-positive lactic acid bacterium Leuconostoc mesenteroides grew significantly better in chemically semi-defined medium under aerobic ( = 0.24 h-1) than under microaerophilic conditions ( = 0.02 h-1). Under aerobic conditions this bacterium reached half of the exponential growth phase over 5.0 h when concentration and activity of sucrose phosphorylase, cytoplazmatic enzyme that catalyzes transglucosylation reaction, should be maximal. In reaction mixture for the transglucosylation reaction catalyzed by the sucrose phosporylase, sucrose serves as glucosyl donor while glycerol is glucosyl acceptor. However, sucrose and glycerol are also substrates in central metabolism of this heterofermentative lactic acid bacterium that produced only lactic acid, while other end-products of the two substrates degradation were not identified by HPLC method. Application of ultrasound and surfactant Tween-80 are methods of choice and both methods can be used for cell permeabilization but also in directing metabolic activity of the bacterium. After permeabilization the cells continued to grew exponentially and they retained their metabolic activity. In reaction mixture formation of α- glucosylglycerol was catalyzed by the permeabilized cells of the bacterium L. mesenteroides and formed product eluted between sucrose and glucose during HPLC analysis of withdrawn samples. Next steps in this investigation should include isolation of produced α-glucosylglycerol and its unambiguous identification and quantification by e.g. nuclear magnetic resonance.

• Ključne riječi: heterofermentativna bakterija mliječne kiseline; Leuconostoc mesenteroides; permeabilizacija; mliječna kiselina; transglukozilacija
• Ključne riječi (engleski): heterofermentative lactic acid bacterium; Leuconostoc mesenteroides; permeabilization; lactic acid; transglucosylation
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:159:382166
• Studijski program: Naziv: Molekularna biotehnologija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka molekularne biotehnologije (mag. ing. biotechn.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-11-26 13:47:49