Produkcia bioaktívnych látok imobilizovanými celobunkovými biokatalyzátormi
| Authors: |
Marietta Hakarová 1
Marek Bučko 1
Tomáš Krajčovič 1
Peter Gemeiner 1
1 Slovenská akadémia vied, Chemický ústav, Dúbravská cesta 9, 845 38, Bratislava, Slovenská republika |
|---|---|
| Year: | 2020 |
| Section: | Biotechnology and Food Technology |
| Abstract No.: | 1872 |
| ISBN: | 978-80-972360-6-9 |
Výhody imobilizácie celobunkových biokatalyzátorov schopných katalyzovať špecifické reakcie spočívajú najmä v zachovaní ich viability a biokatalytickej aktivity po dlhšiu dobu [1]. Okrem toho imobilizácia, v porovnaní s voľnými biokatalytickými systémami, umožňuje prekonať väčšinu obmedzení v procese výroby, zlepšiť recykláciu biokatalyzátorov na opätovné použitie, zvýšiť stabilitu a selektivitu biokatalyzátorov, zvýšiť odolnosť voči inhibícii, eliminovať separačné a čistiace kroky a následne vyrábať požadované produkty s vyššou účinnosťou, čo má veľký význam pre uplatnenie v priemyselných bioprocesoch [2].
V práci sme metódou entrapmentu v alginátových mikročasticiach imobilizovali rekombinatné bunky E. coli s nadprodukciou enzýmu monooxygenázy cyklohexanónu (CHMO), ktorý je schopný katalyzovať Baeyer-Villigerove biooxidácie. Produkty tejto biokatalytickej reakcie sú prekurzormi bioaktívnych zlúčenín s terapeutickým využitím [3]. Cieľom tejto práce bola optimalizácia prípravy alginátových častíc obsahujúcich rekombinatné bunky E. coli CHMO a ich testovanie v opakovaných cykloch.
V prvom kroku práce sme optimalizovali produkciu alginátových častíc pre priebeh modelovej reakcie z hľadiska koncentrácie sieťovacieho roztoku, koncentrácie imobilizovaných buniek a koncentrácie alginátových častíc s obsahom buniek v reakčnej zmesi. Na základe výsledkov optimalizácie sme pripravili alginátové častice s obsahom buniek, pričom sme použili 0,9% a 1,5% alginát DMB. Následne sme testovali aktivitu buniek v 10 cykloch a pre porovnanie sme použili aj voľné neimobilizované bunky. Výsledky ukázali výrazný pokles biokatalytickej aktivity voľných buniek v porovnaní s imobilizovanými bunkami, u ktorých došlo len k miernemu poklesu aktivity počas 10 cyklov, pričom ako vhodnejšia sa javí 0,9% koncentrácia alginátu.
[2] Ge, X. et al., (2016). Ind. Biotech. p. 205-235.
[3] Bučko, M. et al., (2016). Appl. Microbiol. Biot. 100(15), p. 6585-6599.