Construction of microbial platform for the production of thermophilic enzymes implicated in lignocellulose degradation

Καρναούρη, Ανθή

dc.contributor.author	Καρναούρη, Ανθή	el
dc.date.accessioned	2015-01-13T11:56:54Z
dc.date.available	2016-02-08T12:33:25Z
dc.date.issued	2015-01-13
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40047
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.2025
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	βιομάζα, λιγνοκυτταρίνη, ενδογλουκανάση, κελλοβιοϋδρολάση, γλυκοσιδάση	el
dc.subject	biomass, lignocellulose, endoglucanase, cellobiohydrolase, glucosidase	en
dc.title	Construction of microbial platform for the production of thermophilic enzymes implicated in lignocellulose degradation	en
dc.contributor.department	Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών	el
heal.type	doctoralThesis
heal.secondaryTitle	Δημιουργία μικροβιακής πλατφόρμας για την παραγωγή ενζύμων που αποικοδομούν τη λιγνοκυτταρίνη	el
heal.classification	Βιοτεχνολογία	el
heal.language	en
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-01-08
heal.abstract	Η κυτταρίνη αποτελεί το αφθονότερο οργανικό πολυμερές που συναντάται στη φύση, γεγονός που την καθιστά κατάλληλη ως φτηνά αξιοποιήσιμη πηγή άνθρακα και πρώτη ύλη για ποικίλες βιοτεχνολογικές εφαρμογές. Ως εκ τούτου, η απομόνωση νέων ενζύμων με δράση που στοχεύει στην αποικοδόμηση ή την τροποποίηση των κυτταρινούχων υλικών κρίνεται απαραίτητη. Οι θερμόφιλοι οργανισμοί αποτελούν σημαντική πηγή κυτταρινολυτικών ενζύμων με πολλές βιοτεχνολογικές εφαρμογές, καθώς οι διεργασίες αυτές συνήθως απαιτούν συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας. Ο Myceliophthora thermophila είναι ένας θερμόφιλος αερόβιος μύκητας, ο οποίος αυξάνεται με μέγιστο ρυθμό σε θερμοκρασίες 45 – 50 οC. Ο μύκητας παράγει πολλά θερμοσταθερά ένζυμα τα οποία έχουν απομονωθεί και χαρακτηριστεί και χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία σε βιοδιεργασίες που απαιτούν υψηλές θερμοκρασίες. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η απομόνωση και ετερόλογη έκφραση πέντε γονιδίων από το γονιδίωμα του συγκεκριμένου μύκητα που κωδικοποιούν πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην αποικοδόμηση της λιγνοκυτταρίνης, καθώς και η παραγωγή και ο καταλυτικός χαρακτηρισμός του ανασυνδυασμένων ενζύμων. Οι νουκλεοτιδικές αλληλουχίες δύο ενδογλουκανασών των οικογενειών GH5 και GH7, δυο κελλοβιοϋδρολασών των οικογενειών GH6 και GH7 και μιας β-γλυκοσιδάσης της οικογένειας GH3 ανασύρθηκαν από τη βάση δεδομένων Genome Portal, ενισχύθηκαν, κλωνοποιήθηκαν στον κατάλληλο φορέα και χρησιμοποιήθηκαν για το μετασχηματισμό και την ετερόλογη έκφραση στο ζυμομύκητα P. pastoris. Ακολούθησε καθαρισμός των παραγόμενων πρωτεϊνών, τα οποία εν συνεχεία χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία ενζυμικών μιγμάτων και δοκιμάστηκαν για την υδρολυτική τους ικανότητα έναντι φυσικών υποστρωμάτων αγροτικής και δασικής προέλευσης.	el
heal.abstract	Cellulose, the most abundant polysaccharide on Earth, is a remarkable pure organic polymeric component of plant material, consisting solely of 1,4-linked β-D-glucopyranose units held together in a giant straight chain molecule. In nature, a variety of microorganisms are known for producing a set of enzymes, referred to as cellulases, that are capable of degrading this insoluble polymer to soluble sugars, primarily cellobiose and glucose. The application and interest in cellulases has particularly increased in recent years with the utilization of the enzymes in the production of bioethanol from lignocelluloses. Myceliophthora thermophila (synonym Sporotrichum thermophile) is a thermophilic filamentous fungus, isolated from soil in eastern Russia, classified as an ascomycete, and constitutes an exceptionally powerful cellulolytic organism; it synthesizes a complete set of enzymes necessary for the breakdown of cellulose. The genome of this fungus has been recently sequenced and annotated, allowing systematic examination and identification of enzymes required for the decomposition of lignocellulosic biomass. In this thesis, the genes encoding five cellulases, including two endoglucanases belonging to glycoside hydrolase families GH5 and GH7, two cellobiohydrolases belonging to the families GH6 and GH7 and one β-glycosidase belonging to the family GH3, were cloned and expressed in methylotrophic yeast P. pastoris, and their properties were investigated. In addition, the enzymes were produced in high cell density cultures, in the controlled environment of fermenters. The protein’s overexpression in a host suitable for industrial production is important in order to achieve low-cost and highly efficient production. The enzymes were purified to their homogeneity and were used for the development of tailor-made enzyme mixtures targeted towards particular feedstocks, including agricultural and forest residues, where they were tested for their ability to maximize hydrolysis yields.	en
heal.sponsor	Ιδρυμα Κρατικών Υποτροφιών Ι.Κ.Υ.	el
heal.advisorName	Χριστακόπουλος, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Κολίσης, Φραγκίσκος	el
heal.committeeMemberName	Τύπας, Μιλτιάδης	el
heal.committeeMemberName	Χατζηνικολάου, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Rova, Ulrika	el
heal.academicPublisher	Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	232
heal.fullTextAvailability	true