Search the digital library catalog

Abstract: Namen diplomskega dela je bil izvedba študije učinkovitosti razgradnje antibiotika ciprofloksacina (CIP) s pomočjo imobiliziranega encima lakaze na magnetne nanodelce (MNPs). V prvem delu smo s koprecipitacijo Fe2+ in Fe3+ ionov pripravili funkcionalizirane MNPs, ki smo jih na začetku prevlekli s plastjo citronske kisline, da smo s tem preprečili aglomeracijo delcev. Za tem smo jih prevlekli še z natrijevim silikatom in funkcionalizirali z aminosilanom, s čimer smo omogočili nadaljnjo vezavo encima. V drugem delu smo MNPs aktivirali z zamreževalnim reagentom glutaraldehidom (GA) in nanje imobilizirali lakazo. Z imobilizacijo smo encimu povečali stabilnost, kar je omogočilo tudi njegovo večkratno uporabo. Nadalje smo proučevali učinkovitost imobilizacije lakaze na visoko funkcionalizirane MNPs ter aktivnost imobiliziranega encima, pri čemer smo optimirali koncentracijo dodanega encima, čas imobilizacije, čas aktivacije z GA in volumen dodanega GA. S tako imobiliziranim aktivnim encimom smo nato izvedli reakcijo razgradnje CIP-a. Za namen boljše razgradnje CIP-a smo imobilizirani lakazi dodali mediator siringaldehid (SA), ki v veliki meri pripomore k povišanju aktivnosti lakaze. Prav tako smo proučili še vpliv temperature na stabilnost imobilizirane lakaze na MNPs ter določili kinetiko reakcije, pri čemer smo spreminjali koncentracijo substrata (CIP). Na pripravljene MNPs nam je uspelo imobilizirati več kot 95 % encima in pri tem ohraniti 77 % njegove aktivnosti. Z imobiliziranim encimom smo po 24 h pri 25 °C dosegli 88,3 %, pri 30 °C 82,9 %, pri 40 °C pa 75,0 % razgradnjo CIP-a v raztopini s koncentracijo CIP-a 30 mg/L. Ugotovili smo, da se z višanjem temperature razgradnja CIP-a slabša. Postopek razgradnje CIP-a smo izvedli tudi pri treh različnih koncentracijah raztopine CIP-a, pripravljene s fosfatnim pufrom, in sicer 0,01 mg/mL, 0,03 mg/mL ter 0,05 mg/mL. Pri višji koncentraciji substrata smo zaznali višjo stopnjo razgradnje CIP-a. Določili smo tudi K_M in v_max za imobilizirano in prosto lakazo. K_M za imobilizirano lakazo je znašal 44 mg/L, v_max pa 0,11 mg/L min, medtem ko je K_M za prosto lakazo znašal 150 mg/L, v_max pa 0,98 mg/L min.
Keywords: lakaza, MNPs, imobilizacija encima, aktivnost encima, glutaraldehid, ciprofloksacin, siringaldehid, razgradnja, HPLC
Published in DKUM: 13.09.2022; Views: 617; Downloads: 102
Full text (3,40 MB)

Abstract: Doktorska disertacija zajema dva dela, v prvem delu smo se osredotočili na sintezo magnetnega nosilca, modificiranega z organskim polimerom karboksimetil dekstranom (CMD). V sintezni postopek smo vpeljali tri različne koncentracije CMD (0,25 g/mL, 0,40 g/mL in 0,50 g/mL CMD) ter sintetizirali tri različne modificirane magnetne nanodelce (CMD1-MNPs, CMD2-MNPs in CMD3-MNPs). Sintetizirane CMD-MNPs smo okarakterizirali z različnimi analiznimi metodami: Fourier-transformirano infrardečo spektroskopijo (FT-IR), termogravimetrično analizo (TGA), vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM), energijsko disperzijsko spektroskopijo (EDS), transmisijsko elektronsko mikroskopijo (TEM), z meritvami dinamičnega sipanja svetlobe (DLS). Magnetne lastnosti smo določili z elektronsko paramagnetno resonanco (EPR) in vibracijskim magnetometrom (VSM). Uspešno smo sintetizirali magnetne nosilce CMD-MNPs z ozkimi porazdelitvami nanovelikosti od 27-30 nm. S FT-IR analizo smo določili prisotnost karboksilnih in hidroksilnih skupin na površini CMD-MNPs, kar potrjuje prisotnost polimerne prevleke CMD na sintetiziranih MNPs. Z meritvami EPR in VSM smo dokazali, da imajo sintetizirani CMD-MNPs magnetne lastnosti ter feromagnetni sistem. Določili smo inhibitorne lastnosti CMD-MNPs na rast dveh bakterijskih kultur. Inhibitorne učinke na rast testnih mikroorganizmov smo zaznali pri CMD3-MNPs, medtem ko ostali CMD-MNPs in neprevlečeni MNPs ne izkazujejo antimikrobne učinkovitosti. Proučevali smo tudi inhibitorne lastnosti MNPs modificiranih s hitozanom (HIT-MNPs) in aminosilanom (AMS-MNPs) na petih različnih bakterijskih kulturah, pri katerih nismo zaznali inhibiornega učinka na rast izbranih mikororganizmov. Za nadaljnje raziskave smo izbrali CMD3-MNPs, na katerega smo vezali encim alkohol dehidrogenazo (ADH). V drugem delu doktorske disertacije smo nosilec CMD3-MNPs površinsko funkcionalizirali z epiklorohidrinom (EClH). Optimalna koncentracija EClH je znašala 4 % (v/v). Proučevali smo vpliv različnih procesnih parametrov na preostalo aktivnost in učinkovitost imobilizacije ADH na CMD3-MNPs. Pri optimalnih pogojih imobilizacije ADH na CMD3-MNPs smo dosegli 89,6 % preostalo aktivnost imobilizirane ADH in 99,5 % učinkovitost imobilizacije. Nadaljevali smo s postopkom koimobilizacije, pri čemer smo na funkcionaliziran nosilec CMD3-MNPs koimobilizirali encim ADH in kofaktor β-nikotinamid adenin dinukleotid (β-NAD). S spreminjanjem procesnih parametrov smo proučevali njihov vpliv na preostalo aktivnost imobilizirane ADH s kofaktorjem β-NAD na CMD3-MNPs in učinkovitost koimobilizacije. Pri optimalnih pogojih koimobilizacije ADH in β-NAD na CMD3-MNPs smo dosegli 73,3 % preostalo aktivnost ADH ter 93,8 % učinkovitost imobilizacije. Izvedli smo še študijo termične stabilnosti proste ADH, ADH imobilizirane na CMD3-MNPs in ADH koimobilizirane z β-NAD na CMD3-MNPs pri različnih temperaturah. ADH imobilizirana na CMD3-MNPs je ohranila skoraj 60 % svoje začetne aktivnosti po 24. urah inkubacije pri temperaturah 20 °C in 40 °C. ADH koimobilizirana z β-NAD na CMD3-MNPs je pri temperaturi 30 °C ohranila 75,4 % začetne aktivnosti, pri 50 °C pa 66,5 % začetne aktivnosti po 5. urah inkubacije. Proučili smo še stabilnost ADH imobilizirane na CMD3-MNPs in ADH koimobilizirane z β-NAD na CMD3-MNPs, ki smo ju skladiščili pri 4 °C. Po treh tednih sta obe obliki imobilizrane ADH ohranili 60 % svoje začetne aktivnosti. Magnetne nosilce HIT-MNPs in AMS-MNPs smo funkcionalizirali z mrežnim povezovalcem glutaraldehidom (GA) in amino-donorjem pentaetilenheksaminom (PEHA), na katere smo imobilizirali encim β-galaktozidazo (β-GAL) ter optimirali koncentraciji GA in PEHA. Pri kombinaciji obeh GA in PEHA smo dosegli hiperaktivacijo encima (128,9 %), do katere pride zaradi konformacijskih sprememb encima. Hiperaktivacijo smo dosegli tudi pri imobilizaciji β-GAL na AMS-MNPs. Najvišjo preostalo aktivnost β-GAL smo dosegli, kadar smo kot mrežni povezovalec uporabili 20 % (v/v) PEHA (154,4 %).
Keywords: magnetni nanodelci, karboksimetil dekstran, karakterizacijska analiza, funkcionalizacija, epoksi zamreževanje, epiklorohidrin, glutaraldehid, encimi, imobilizacija, koimobilizacija, β-nikotinamid adenin dinukleotid, alkohol dehidrogenaza, β-galaktozidaza, kinetični parametri
Published in DKUM: 13.05.2020; Views: 1974; Downloads: 336
Full text (9,26 MB)

Abstract: Namen diplomskega dela je bil doseči čim višjo učinkovitost imobilizacije in čim višjo preostalo aktivnost imobiliziranega encima transglutaminaze (TG) z optimiranjem parametrov pri pripravi zamreženih encimskih skupkov (CLEAs) in pripravi magnetnih zamreženih encimskih skupkov (mCLEAs). Encim TG je služil za pripravo CLEAs in mCLEAs, ki smo ju izvedli vzporedno, ter tako pripravljenim vzorcem spreminjali parametre, ki so vplivali na stabilnost, učinkovitost in aktivnost imobiliziranih skupkov. Proučevali smo vpliv obarjalnih reagentov, vpliv koncentracije glutaraladehida (GA), mrežnih povezovalcev, temperaturo zamreževanja, vpliv podaljšanega časa zamreževanja, vpliv koncentracije encima in vpliv koncentracije natrijevega cianoborohidrida na aktivnost in stabilnost imobiliziranega encima. Rezultati prikazujejo, da je bila aktivnost CLEAs najvišja, ko smo obarjali encim TG s koncentracijo 100 mg/ml v obarjalnem reagentu 2-propanolu ob dodatku 10 % (v/v) mrežnega povezovalca GA in 200 µl natrijevega cianoborohidrida. Ugotovili smo tudi, da je bila dosežena najboljša aktivnost, z enakim obarjalnim reagentom in enako količino mrežnega povezovalca GA, kot smo ju uporabili pri CLEAs, mCLEAs z koncentracijo encima TG 200 mg/ml in 150 µl natrijevega cianoborohidrida.
Keywords: glutaraldehid, obarjanje, transglutaminaza, zamreženi encimski skupki, magnetni zamreženi encimski skupki
Published in DKUM: 22.11.2017; Views: 1407; Downloads: 150
Full text (4,07 MB)

Abstract: Pripravili smo zamrežene magnetne encimske skupke (mCLEAs) iz lakaze. Metoda sestoji iz dveh delov: obarjanje encima z ustreznim obarjalnim reagentom in imobilizacija dobljenega agregata v zamrežene encimske skupke z zamreževalcem glutaraldehidom. S centrifugiranjem smo produkt ločili na pelet in supernatant. Supernatant smo uporabili za test koncentracije proteinov, na peletu pa smo izmerili preostalo aktivnost lakaze. Namen diplomske naloge je bil pripraviti mCLEAs z najvišjo preostalo aktivnostjo lakaze in učinkovitostjo imobilizacije. Preizkušali smo vpliv naslednjih parametrov: koncentracija magnetnih nanodelcev, koncentracijo glutaraldehida, količina NaBH3CN, temperatura, čas ter koncentracija encima. Raztopini encima smo dodajali ogrodne proteine: albumin iz govejega seruma (BSA) ter albumin iz kokošjih jajc (EA). mCLEAs z visoko preostalo aktivnostjo smo pripravili z uporabo 10 mg magnetnih nanodelcev v 100 µL raztopine lakaze koncentracije 20 mg/ml. Obarjali smo z 900 µL obarjalnega reagenta 2-propanol. Zamreževali smo z 15% (v/v) GA (150 µL) in dodali 50 µL NaBH3CN. Zamreževanje se je vršilo tri ure s hlajenjem.
Keywords: lakaza, glutaraldehid, imobilizacija, magnetni nanodelci, magnetni zamreženi encimski skupki
Published in DKUM: 19.09.2017; Views: 1381; Downloads: 130
Full text (1,45 MB)

Abstract: Diplomsko delo zajema pripravo magnetnih zamreženih encimskih skupkov (ali na kratko mCLEAs) iz encima celulaze. Naš namen je bil določiti optimalne pogoje za pripravo mCLEAs tako, da bosta učinkovitost in aktivnost imobilizacije zamreženih encimskih skupkov najvišja. V prvem delu diplomskega dela smo pripravili magnetne zamrežene encimske skupke s precipitacijo z etanolom. Pri tem smo spreminjali različne parametre (hitrost stresanja, čas stresanja, koncentracijo glutaraldehida in temperaturo), medtem ko je bil namen drugega dela diplomskega dela izpostavitev mCLEAs različnim temperaturam (23°C, 4°C, -15°C), ter ugotavljanje, kako se aktivnost mCLEAs pri različnih pogojih izpostavitve spreminja s časom. Naši rezultati prikazujejo, da je bila aktivnost mCLEAs najvišja, ko smo si mCLEAs pripravili pri 10°C in uporabili 0,7 % koncetracijo glutaraldehida. Pri izpostavitvi mCLEAs različnim temperaturam pa smo ugotovili, da aktivnost mCLEAs s časom najbolj upada kadar so bili mCLEAs izpostavljeni pri -15°C.
Keywords: etanol, glutaraldehid, magnetni zamreženi encimski skupki, precipitacija, zamreženje
Published in DKUM: 22.10.2015; Views: 1658; Downloads: 156
Full text (1,87 MB)