Optimization of O-demethylation of low molecular weight compounds from lignin fractions

diplomski rad

• Naslov (hrvatski): Optimiranje O-demetilacije niskomolekulskih spojeva nastalih frakcioniranjem lignina
• Autor: Lidija Božić
• Mentor: Anita Slavica (mentor)
• Član povjerenstva: Renata Teparic (predsjednik povjerenstva)
• 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: 2023-07-11, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: BIOTEHNIČKE ZNANOSTI; Biotehnologija

Sažetak

Optimal O-demethylation of guaiacol to catechol by unspecific peroxygenase 12 (UPO12) were obtained at 20 °C and pH of 6.0. The reaction follows Michaelis-Menten kinetics and Vₘₐₓ and Kₘ were determined (106.87 µmol/(L*min) and 8.29 µmol/(L*min), respectively). The initial co-substrate concentration higher than 10 mM reduces initial rate of the guaiacol consumption. Additional six UPO enzymes were considered for possible industrially relevant O-demethylation in batch and fed batch mode, and the best catechol producers were UPO12, UPO22, and UPO67. Immobilization success of UPO12 was lower than 50.0 %. Disproportional utilization of guaiacol and production of catechol occurs due to oxidation and dimerization of the substrate. The most encouraging fed batch conversions were obtained with initial concentration of the UPO12 of 0.05 µM, the guaiacol and H₂O₂ of 0.6 mM and with addition of all three components of the reaction mixture every 60 min in the same concentration over 6 h.

Sažetak (hrvatski)

Optimalna O-demetilacija gvajakola u katehol pomoću nespecifične peroksigenaze 12 (UPO12) provedena je pri 20 °C i pH 6.0. Ova reakcija prati Michaelis-Menten kinetiku i određeni su Vₘₐₓ i Kₘ (redom, 106,87 µmol/(L*min) i 8,29 µmol/(L*min)). Početna koncentracija ko-supstrata veća od 10 mM reducira početnu brzinu potrošnje gvajakola. Dodatnih šest UPO enzima istraženo je za industrijski relevantnu O-demetilaciju supstrata batch i fed batch postupkom i najbolji proizvođači katehola su bili UPO12, UPO22, i UPO67. Uspješnost imobilizacije UPO12 bila je manja od 50.0 %. Neproporcionalna potrošnja gvajakola i proizvodnja katehola javlja se zbog oksidacije i dimerizacije ovog supstrata. Najučinkovitija fed batch konverzija postignuta je uz početnu koncentraciju UPO12 od 0,05 µM, gvajakola i H₂O₂ od 0,6 mM i uz dodatak svih triju komponenti reakcijske smjese svakih 60 min u istovjetnim koncentracijama kroz 6 h.

• Ključne riječi: unspecific peroxygenase; UPO; O-demethylation; lignin; guaiacol
• Ključne riječi (hrvatski): nespecifična peroksigenaza; UPO; O-demetilacija; lignin; gvajakol
• Jezik: engleski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:159:708168
• 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: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-06-24 12:13:18