Production and characterization of different variants of Myriococcum thermophilum cellobiose dehydrogenase with the aim of improving cofactor binding and kinetic stability

diplomski rad

• Naslov (hrvatski): Proizvodnja i karakterizacija mutanata Myriococcum thermophilum celobioza dehidrogenaze s ciljem povećanja vezanja kofaktora i kinetičke stabilnosti
• Autor: Mario Ilić
• Mentor: Tonči Rezić (mentor)
• Član povjerenstva: Blaženka Kos (član povjerenstva)
• 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: 2022-02-04, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: BIOTEHNIČKE ZNANOSTI; Biotehnologija

Sažetak

Biosensors are being extensively used in the healthcare sector but mostly in blood glucose monitoring for early diagnosis of diabetes. The use of enzymes as biological recognition elements is hampered in many ways, e.g., by insufficient communication between enzyme and electrode, low activity and stability. Cellobiose dehydrogenase (CDH) is a flavocytochrome enzyme that in native wild-type form shows efficient direct electron transfer (DET). To alter FAD cofactor binding and kinetic stability, mutations were introduced into the Myriococcum thermophilum CDH gene by site-directed mutagenesis. Variants were expressed in X-33 Pichia pastoris cells, purified and characterized. With an increased specific activity, catalytic efficiency, heme reduction rate and increased melting temperatures in pH range 5.0-8.0 the T306I variant seems to be the most promising variant for further investigation.

Sažetak (hrvatski)

Biosenzori se uvelike koriste u zdravstvenom sektoru, a najveću primjenu pronalaze u praćenju i kontroli šećera glukoze oboljelih od dijabetesa. Uporaba enzima u biosenzorima je ograničena nedovoljno efikasnim direktnim prijenosom elektrona na elektrodu, niskom specifičnom aktivnosti i stabilnosti kroz duži vremenski period. Celobioza dehidrogenaza (CDH) je flavocitokrom koji u svojoj izvornoj formi ima mogućnost direktnog prijenosa elektrona (DET). S ciljem povećanja vezanja FAD koenzima i kinetičke aktivnosti, uvedene su mutacije u CDH gen izoliran iz askomicete Myriococcum thermophilum. Enzimi proizvedeni u soju kvasca Pichia pastoris X-33 su pročišćeni i karakterizirani. Mutant T306I pokazuje zadovoljavajuća svojstva (povećanu specifičnu aktivnost, kinetičku efikasnost, brzinu redukcije hema i temperaturu prijelaza) u području pH vrijednosti 5,0-8,0, stoga je potrebno provesti dodatna istraživanja korištenjem mutanta T306I.

• Ključne riječi: biosensors; Myriococcum thermophilum; cellobiose dehydrogenase; DET; kinetic stability
• Ključne riječi (engleski): biosenzori; Myriococcum thermophilum; celobioza dehidrogenaza; DET; kinetička stabilnost
• Jezik: engleski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:159:847876
• Studijski program: Naziv: Bioprocesno inženjerstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka bioprocesnog inženjerstva (mag. ing. bioproc.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2022-05-27 09:12:10