velikost textu

Účast ligninolytických enzymů produkovaných imobilizovanými houbami bílé hniloby v dekolorizaci syntetických barviv

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Účast ligninolytických enzymů produkovaných imobilizovanými houbami bílé hniloby v dekolorizaci syntetických barviv
Název v angličtině:
Implication of ligninolytic enzymes produced by immobilized white-rot fungi in decolorization of synthetic dyes
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Martin Šušla, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Čeněk Novotný, CSc.
Oponenti:
prof. RNDr. Jan Gaper, CSc.
doc. Ing. Jan Masák, CSc.
Konzultant:
Mgr. Kateřina Svobodová, Ph.D.
Id práce:
112466
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Ústav pro životní prostředí (31-550)
Program studia:
Ekologie a ochrana prostředí (P1601)
Obor studia:
Aplikovaná a krajinná ekologie (XAPLEK)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
5. 9. 2008
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Abstrakt Cílem této disertační práce bylo charakterizovat ligninolytické aktivity dvou hub bílé hniloby, Dichomitus squalens a Irpex lacteus, rostoucích v kulturách imobilizovaných na různých pevných materiálech a určit roli produkovaných ligninolytických enzymů v dekolorizaci syntetických barviv. V kulturách D. squalens imobilizovaných na borovicovém dřevě došlo ve srovnání s tekutými kulturami k signifikantní indukci produkce lakasy, za kterou jsou pravděpodobně zodpovědné fenolické látky extrahovatelné ze dřeva organickým rozpuštědlem. Z kultivačního media byly pomocí FPLC vyizolovány dvě lakasové isoformy, Lc1 a Lc2, se stejnou molekulovou hmotností (68 kDa), které se však lišily v isoelektrických bodech a ve schopnosti dekolorizovat syntetická barviva in vitro. Zatímco isoforma Lc1 způsobovala v přítomnosti redoxního mediátoru zpětnou kolorizaci vzorku s azobarvivem RO16, u isoformy Lc2 nebyl tento biotechnologicky nežádoucí jev pozorován. Imobilizace I. lacteus na dřevě k indukci lakasy nevedla a v kulturách byly naměřeny pouze nízké aktivity MnP a MIP. Při růstu na pšeničné slámě byla u obou hub dominantně produkována MnP. Ze slámových kultur D. squalens byla vyizolována MnP, která v experimentech in vitro ukázala rychlejší dekolorizaci vybraných azo a anthrachinonových barviv ve srovnání se stejnou totální aktivitou lakasy Lc1. V přítomnosti obou enzymů bylo pozorováno jejich synergické působení při dekolorizaci barviv. MnP navíc bránila vzniku barevných produktů, které se objevovaly při dlouhodobější dekolorizaci Lc1 v reakční směsi s azobarvivy. Mycelium-vázaná lakasa I. lacteus nezpůsobovala na rozdíl od Lc1 D. squalens zpětnou kolorizaci vůbec. Dekolorizace RO16 v přítomnosti MnP a mycelia I. lacteus ukázala aditivní efekt obou enzymů. Imobilizace hub na inertním polyurethanu vedla ke zvýšené produkci MnP a MIP, která byla potlačena vyšší koncentrací dusíku v kultivačním mediu. V kulturách I. lacteus docházelo během kultivace ke změnám v profilu isoforem MnP, jejichž produkce byla rovněž regulována koncentrací manganu a přítomností syntetických barviv v kultivačním mediu. Zastoupení MnP isoforem v kultivační tekutině mělo pak následně vliv i na rychlost dekolorizace vybraných barviv. 5
Abstract v angličtině:
Abstract The aim of this Ph.D. thesis was to characterize ligninolytic activities of two white- rot fungi, Dichomitus squalens and Irpex lacteus, cultivated on various solid supports in their immobilized form and to identify the role of ligninolytic enzymes in the decolorization of synthetic dyes. Significant induction of laccase activity was observed in D. squalens pine wood cultures when compared to liquid cultures. The induction of laccase was probably due to the presence of phenols, extractable from wood with organic solvents. Two laccase isoforms, Lc1 and Lc2, were isolated from the culture liquid using FPLC. The enzymes revealed identical molecular masses of 68 kDa, however, they differed in isoelectric points and their dye decolorization capacity. The decolorization of the azo dye RO16 by Lc1 in the presence of redox mediator was followed by a regressive colorization of the sample when incubated for 72 h. Conversely, no backward trend was observed during RO16 decolorization using Lc2. In contrast to D. squalens, I. lacteus immobilized on pine wood cubes produced a low level of manganese peroxidases and no laccase induction was observed. Both fungi produced MnP as a dominant enzyme in solid state wheat straw cultures. D. squalens MnP obtained from the wheat straw cultures was able to decolorize selected azo and anthraquinone dyes more rapidly than D. squalens Lc1 per unit of enzyme activity. Decolorization in the presence of both enzymes showed a synergistic cooperation of MnP and Lc1. MnP prevented from production of differently colored products yielded from azo dyes degradation by Lc1. In contrast to D. squalens Lc1, no regressive colorization was observed during the long-term degradation of selected azo dyes using I. lacteus mycelium- associated laccase. The rate of RO16 decolorization in the presence of I. lacteus mycelium- associated laccase and MnP was additive. Immobilization of both fungi on polyurethane foam, an inert material, led to a higher production of manganese peroxidases. The production was suppressed by the high nitrogen level in culture medium. The MnP isoenzyme profile underwent transitions during the fungal growth in polyurethane foam I. lacteus cultures. Moreover, the isoenzyme profile varied based upon the concentration of manganese and the presence of synthetic dyes in culture medium. The changes in the isoenzyme pattern of the cultures were connected to the changes in dye decolorization ability of crude culture liquids. 6
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Martin Šušla, Ph.D. 800 kB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Martin Šušla, Ph.D. 1.2 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Martin Šušla, Ph.D. 120 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Martin Šušla, Ph.D. 6 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Jan Gaper, CSc. 151 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Jan Masák, CSc. 136 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 562 kB