Search the digital library catalog

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: 13.05.2020; Views: 680; Downloads: 105
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: 22.11.2017; Views: 631; Downloads: 84
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: 19.09.2017; Views: 638; Downloads: 95
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: 22.10.2015; Views: 995; Downloads: 120
Full text (1,87 MB)

Abstract: V diplomskem delu je opisana sinteza encimskih skupkov ali agregatov iz encima celulaza, katere na kratko imenujemo CLEAs (Crosslinked enzyme aggregates). Zamrežene encimske skupke smo pripravili po že znanem postopku, ki je sestavljen iz dveh ključnih delov. Prvi del predstavlja oboritev encima s pomočjo obarjalnega reagenta, ki je lahko organsko topilo ali raztopina anorganske soli. Temu sledi zamreženje oborjenega encima s pomočjo zamrežitvenega reagenta. Glutaraldehid je organska molekula in se najpogosteje uporablja kot zamrežitveni reagent, predvsem zaradi enostavne uporabe in relativno nizke nabavne cene. Pri sintezi CLEAs smo optimirali parametre z namenom izboljšanja relativne aktivnosti encimskih agregatov. V fazi obarjanja smo ugotavljali, kateri so tisti obarjalni reagenti, ki nam ne povzročijo ireverzibilne denaturacije, saj s tem deaktiviramo encim in izgubimo nativno aktivnost encima. Na koncu smo določili tudi stabilnost sintetizirane CLEAs, s poskusi ponovne uporabe imobiliziranega encima. Z eksperimentalnim delom smo uspešno sintetizirali zamrežene encimske skupke iz encima celulaze. Sintezo smo izvajali pri sobni temperaturi z uporabo pufra PBS (20 mM in pH = 7), s koncentracijo albumina γalbumin = 17 mg/mL in z Vrazt. celulaze = 100 µL. Za obarjanje smo uporabili 90 % delež topil, ki smo mu smo dodali 10 % delež encima celulaze. Uporabljeni obarjalni reagenti so: metanol, etanol, propanol, 2-propanol, aceton, amonijev sulfat, tetrahidrofuran, dimetilsulfoksid, polietilen glikol (PEG 1500, 6000, 20000), kloroform, n-heptan, heksan, dimetileter, butanol, acetonitril in dekanol. V stopnji zamreženja smo uporabili tiste obarjalne reagente, kjer je bilo obarjanje uspešno. Zamreženje je potekalo 3 ure. Ugotovili smo, da je bila najvišja aktivnost CLEAs pri uporabi obarjalnega reagenta etanola in pri koncentraciji glutaraldehida ϕ = 0,0625 %. Končni produkt sinteze CLEAs je bila motna suspenzija, kjer je bila povprečna velikost agregatov 43 µm. Kljub visoki aktivnosti smo ugotovili, da CLEAs ni stabilna, saj dobimo razpolovno dobo encima že po 2. ciklu. V začetni fazi raziskave smo sintetizirali CLEAs s sicer nižjo aktivnostjo, vendar so bili dobljeni agregati stabilnejši. S tem smo ovrgli trditev, da je aktivnejša CLEAs tudi stabilnejša.
Keywords: zamreženi encimski skupki, CLEAs, celulaza, mrežni povezovalec, glutaraldehid, obarjalni reagenti
Published: 21.10.2015; Views: 1167; Downloads: 93
Full text (1,96 MB)