1. Funkcionalizirana metalo-organska ogrodja za razgradnjo penicilina : magistrsko deloLucija Dolinšek, 2024, magistrsko delo Opis: Onesnaževanje zaradi zlorabe antibiotikov resno ogroža okolje in zdravje ljudi, zato je nujno potreben razvoj učinkovitih strategij za razgradnjo in odstranjevanje ostankov antibiotikov. V magistrskem delu smo imobilizirali encim v metalo-organsko ogrodje (MOFs). V zeolitno imidazolatno ogrodje-8 (ZIF-8) smo z metodo samosestavljanja imobilizirali β-laktamazo (β-laktamaza@ZIF-8), katalitično učinkovitost imobiliziranih poroznih materialov (β-laktamaze@ZIF-8) za razgradnjo penicilinov (PEN) pa smo določevali z uporabo visoko zmogljivostne tekočinske kromatografije HPLC. Morfologijo in kemijsko strukturo β-laktamaze@ZIF-8 smo opredelili z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM). Rezultati so pokazali, da se je katalitična aktivnost enkapsuliranega encima v primerjavi s prostim encimom znatno povečala. Ugotovili smo tudi, da je ZIF-8 zaradi svoje velike površine in adsorpcijskih lastnosti že sam po sebi odlično orodje za odstranjevanje PEN iz vode. Katalitični mehanizem razgradnje PEN z β-laktamazo@ZIF-8 temelji na tvorbi kompleksa med ionom Zn (II) na ogrodju ZIF-8 in ciljno molekulo, kar oslabi vez štiričlenskega β-laktamskega obroča v molekuli PEN ter tako poveča učinkovitost encimske razgradnje PEN. Magistrsko delo je zagotovilo obetavno strategijo za razgradnjo antibiotika PEN v vodnem okolju.
Ključne besede: β-laktamaza, kovinsko-organska ogrodja (MOFs), ZIF-8, penicilin (PEN), imobilizacija, razgradnja
Objavljeno v DKUM: 02.10.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 40
 Celotno besedilo (5,59 MB) |
2. Vpliv magnetnega polja na stabilnost β-laktamaze : diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa I. stopnjeGal Gregorčič, 2024, diplomsko delo Opis: Stabilnost encimov je ključnega pomena pri njihovih različnih aplikacijah. Kot biokatalizatorje jih uporabljamo na različnih področjih kot so predelava hrana, okoljevarstvo in drugih industrijskih procesih. Encim β-laktamazo proizvajajo določene bakterije za razgradnjo β-laktamskega obroča v antibiotikih. Encim β-laktamazo lahko uporabljamo za razgradnjo antibiotikov in kot biomarker ugotavljanja ostankov antibiotikov v procesu čiščenja odpadnih voda.
V diplomskem delu smo proučili vpliv magnetnega polja na specifično aktivnost in stabilnost encima β-laktamaze v praškasti obliki in v vodni raztopini, in sicer smo encim izpostavili konstantnemu in alternirajočemu (sinusnemu) magnetnemu polju ter spreminjali čas izpostavitve. Tako smo proučevali stabilnost β-laktamaze v prahu in v vodni raztopini pri danih pogojih. Po izpostavitvi vzorcev magnetnemu polju smo z encimskim testom določili preostalo aktivnost encima in koncentracijo proteinov ter tako določili vpliv magnetnega polja na stabilnost β-laktamaze.
Ključne besede: encimi, β-laktamaza, specifična aktivnost, vpliv magnetnega polja
Objavljeno v DKUM: 20.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 14
Celotno besedilo (1,41 MB) |
3. Imobilizacija ß-laktamaze : magistrsko deloAdam Brumen, 2023, magistrsko delo Opis: Namen magistrskega dela je predstaviti pomen encima β-laktamaze za javno zdravje, kemijske in fizikalne metode imobilizacije encimov ter magnetne nanodelce kot nosilce za imobilizacijo encimov. V okviru naloge smo izvedli imobilizacijo β-laktamaze na magnetne nanodelce, ki se lahko uporablja za razgradnjo antibiotikov. β-Laktamaza razgrajuje antibiotike z β-laktamskimi obroči, natančneje peniciline, cefalosporine in karbapeneme. V okviru raziskovalnega dela smo uspešno sintetizirali aminosilanske magnetne nanodelce, ki smo jih uporabili za imobilizacijo encima. Z dodajanjem mrežnih povezovalcev in stabilizacijskih proteinov ter s spreminjanjem sinteznih parametrov, kot so temperatura, pH, vrtilna hitrost in čas imobilizacije, smo določili optimalne parametre za imobilizacijo obravnavanega encima na magnetne nanodelce.
Pri raziskovalnem delu smo tako uporabili 20 mg aminosilanskih nanodelcev in encim β-laktamazo s koncentracijo 0,01 mg/mL. Ugotovili smo, da je optimalen dodatek mrežnega povezovalca glutaraldehida 10 % (v/v), optimalen dodatek govejega seruma albumina 25 % (v/v), vrtilna hitrost 450 rpm in čas imobilizacije dve uri. Proučevali smo tudi stabilnost prostega in imobiliziranega encima. Izvedli smo tudi študijo večkratne uporabe imobiliziranega encima. Po petnajstih ciklih ponovne uporabe je imobilizirani encim ohranil 12,3 % svoje začetne aktivnosti.
Ključne besede: imobilizacija encima, magnetni nanodelci, β-laktamaza, β-laktamski antibiotiki, mrežni povezovalec
Objavljeno v DKUM: 10.10.2023; Ogledov: 497; Prenosov: 137
Celotno besedilo (2,32 MB) |
4. Imobilizirana â-laktamaza za čiščenje odpadnih vod : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeTajda Senekovič, 2023, diplomsko delo Opis: Antibiotiki so vrsta protimikrobnih zdravil, ki se uporabljajo za zdravljenje bakterijskih okužb. Odkritje penicilina (PEN) je bilo nedvomno eno najpomembnejših znanstvenih odkritij v novejši zgodovini, saj je rešilo mnogo življenj. Vendar pa je kljub uspešnemu zdravljenju z antibiotiki dolgotrajna uporaba le-teh privedla do razvoja odpornosti bakterij na te zdravilne učinkovine. Ko se antibiotiki izločajo in končajo v okolju, lahko vplivajo na ekosisteme in s tem na razvoj bakterijske odpornosti. To je postal globalen izziv, ki zahteva razvoj novih pristopov k odstranjevanju antibiotikov iz okolja.
S tem namenom smo v diplomski nalogi izvedli študijo razgradnje PEN z uporabo imobiliziranega encima na aminosilanske magnetne nanodelce (AMN-MNPs). Uporabili smo encim β-laktamazo, ki razgrajuje beta laktamske antibiotike, med katere spada tudi PEN. Najprej smo sintetizirali AMN-MNPs na katere smo imobilizirali encim β-laktamazo. Proučili smo termično stabilnost in večkratno uporabo imobiliziranega encima ter določili aktivnost imobiliziranega encima in učinkovitost imobilizacije. Izvedli smo tudi primerjavo encimske kinetike med prosto in imobilizirano β-laktamazo z eksperimentalno določitvijo KM in vmax. Proučevali smo razgradnjo PEN s prostim in imobiliziranim encimom ter vpliv koncentracije encima in koncentracije PEN na hitrost razgradnje le-tega. Razgradnjo PEN smo zasledovali s pomočjo HPLC sistema.
Rezultati so pokazali, da je bila učinkovitost imobilizacije 100,00 %. Imobilizirano β-laktamazo lahko večkrat uporabimo in je termično stabilnejša od proste β-laktamaze. Z določitvijo kinetičnih parametrov smo ugotovili, da ima imobilizirana β-laktamaza višjo afiniteto do substrata kot prosta β-laktamaza, kar pomeni, da se imobilizirana β-laktamaza učinkovitejše veže s substratom kot prosta β-laktamaza. Pri študiji razgradnje PEN smo ugotovili, da imobiliziran encim bolj učinkovito razgrajuje PEN (koncentracije 0,1 mg/mL) kot prosti encim, saj smo po 24 urah z imobilizirano β-laktamazo dosegli 97,75 % razgradnje PEN, medtem ko smo s prosto β-laktamazo dosegli le 22,21 % razgradnje PEN. Ko smo proučevali vpliv različnih koncentracij PEN smo ugotovili, da višja kot je koncentracija PEN, počasneje poteka njegova razgradnja. PEN koncentracije 0,05 mg/mL se je po petih urah popolnoma razgradil, medtem ko smo v istem času dosegli 45,00 % delež razgradnje PEN s koncentracijo 0,5 mg/mL. Na koncu smo znižali koncentracijo PEN na 0,01 mg/mL in ugotovili smo, da je se je po petih urah razgradilo 96,11 %, s tem pa smo potrdili, da razgradnja PEN poteka najhitreje pri koncentraciji 0,05 mg/mL.
Ključne besede: β-laktamaza, odpadna voda, penicilin, razgradnja, imobilizacija encima, MNPs, HPLC
Objavljeno v DKUM: 11.09.2023; Ogledov: 547; Prenosov: 143
Celotno besedilo (3,65 MB) |
