1. Imobilizacija encima na magnetne nanodelce (mnps) z arabinogalaktansko prevleko : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeSara Štravs, 2024, diplomsko delo Opis: Encimi, v največjem deležu proteini, so znani tudi kot biološki katalizatorji. Pospešujejo kemijske reakcije v živih organizmih in so ključni biokatalizatorji z obsežnimi aplikacijami v biotehnologiji. Njihovo uporabo pogosto omejuje nizka stabilnost in možnost enkratne uporabe. Postopek imobilizacije izboljšuje stabilnost encima in omogoča, da encim večkrat uporabimo.
Diplomsko delo se osredotoča na optimiranje pogojev imobilizacije lizocima na magnetne nanodelce, prevleče z arabinogalaktanom, z namenom, da bi dosegli najvišjo aktivnost imobiliziranega encima in učinkovitost imobilizacije. Arabinogalaktan (AG) je biopolimer, sestavljen iz monosaharidov arabinoze in galaktoze [1]. Najprej smo izvedli sintezo magnetnih nanodelcev, prevlečenih z arabinogalaktanom (AG-MNPs). Tako sintetizirane in modificirane magnetne nanodelce smo uporabili kot nosilec za imobilizacijo encima lizocima. Pred imobilizacijo lizocima, smo delce funkcionalizirali z mrežnim povezovalcem gluteraldehidom (GA). Uporaba GA pomembno vpliva na aktivnost encima in učinkovitost imobilizacije, saj zagotavlja proste funkcionalne skupine, na katere se lahko veže encim. Določili smo optimalno koncentracijo encima, rotacijsko hitrost stresanja med funkcionalizacijo in imobilizacijo (350 obr/min), čas funkcionalizacije zamreževalca na magnetne nanodelce (1 ura) in čas imobilizacije lizocima (2 uri) ter koncentracijo dodanega GA kot zamreževalca. Aktivnost imobiliziranega encima in učinkovitost imobilizacije smo določili z aktivnostnim testom za lizocim ter Bradfordovo metodo za določevanje totalnih proteinov.
Rezultati so pokazali, da je lizocim koncentracije 30 mg/mL, ki ga imobiliziramo na predhodno funkcionalizirane delce z GA koncentracije 20 (v/v) %, imel najvišjo aktivnost (148 %) Optimirali smo čas funkcionalizacije (1 ura) in imobilizacije (2 uri) pri hitrosti stresanja 350 obratov/min. V primeru imobilizacije lizocima brez zamreževalca, smo optimirali rotacijsko hitrost 350 obr/min, koncentracijo encima 20 mg/mL in čas imobilizacije, ki znaša 2 uri.
Ključne besede: lizocim, imobilizacija encima, AG-MNPs, preostala aktivnost
Objavljeno v DKUM: 19.09.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 8
 Celotno besedilo (1,72 MB) |
2. 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: 138
Celotno besedilo (3,65 MB) |
3. Encimska razgradnja antibiotika z uporabo imobilizirane lakaze : diplomsko delo univerzitetnega študijskega programa I. stopnjeLuna Petrovič, 2022, diplomsko delo Opis: 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.
Ključne besede: lakaza, MNPs, imobilizacija encima, aktivnost encima, glutaraldehid, ciprofloksacin, siringaldehid, razgradnja, HPLC
Objavljeno v DKUM: 13.09.2022; Ogledov: 617; Prenosov: 97
Celotno besedilo (3,40 MB) |
