Διερεύνηση ενζυμικού δυναμικού λιγνινολυτικών μυκήτων για την αποικοδόμηση της λιγνινοκυτταρινούχου βιομάζας

Κυριακίδη, Μαρία; Kyriakidi, Maria

dc.contributor.author	Κυριακίδη, Μαρία	el
dc.contributor.author	Kyriakidi, Maria	en
dc.date.accessioned	2022-01-31T09:36:25Z
dc.date.available	2022-01-31T09:36:25Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54486
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22184
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	Βασιδιομύκητες	el
dc.subject	Αποικοδόμηση λιγνινοκυτταρίνης	el
dc.subject	Καθαρισμός ενζύμων	el
dc.subject	Pleurotus citrinopileatus	en
dc.subject	Abortiporus biennis	en
dc.subject	Ganoderma resinaceum	en
dc.subject	Λακκάσες	el
dc.title	Διερεύνηση ενζυμικού δυναμικού λιγνινολυτικών μυκήτων για την αποικοδόμηση της λιγνινοκυτταρινούχου βιομάζας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιομηχανική βιοτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-04
heal.abstract	Οι Βασιδιομύκητες λευκής σήψης διαθέτουν ισχυρές ικανότητες αποικοδόμησης της λιγνινοκυτταρινούχου βιομάζας μέσω της παραγωγής τόσο υδρολυτικών όσο και οξειδωτικών ενζύμων. Η ικανότητα αποικοδόμησης όλων των συστατικών της λιγνινοκυτταρίνης καθιστά το ενζυμικό σύστημα των Βασιδιομυκήτων πολύτιμο βιοτεχνολογικό εργαλείο, ενώ μπορεί να αποτελέσει πηγή ανακάλυψης καινοτόμων ενζύμων. Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνήθηκε το ενζυμικό σύστημα τριών ελληνικών στελεχών Βασιδιομυκήτων (Pleurotus citrinopileatus, Abortiporus biennis και Ganoderma resinaceum) κατά την ανάπτυξή τους σε ξυλάνη βρώμης και σε στελέχη αραβοσίτου. Τα αποτελέσματα της μελέτης φανέρωσαν την παρουσία ποικίλων ενζυμικών ενεργοτήτων, με τα οξειδωτικά ένζυμα να διαδραματίζουν κυρίαρχο ρόλο στην αποικοδόμηση της βιομάζας. Το ενζυμικό προφίλ των P. citrinopileatus και A. biennis επιβεβαιώθηκε από τα αποτελέσματα πρωτεομικής ανάλυσης του εξωκυτταρικού εκχυλίσματος, με βάση τα οποία επιλέχθηκε το στέλεχος A. biennis για την απομόνωση δύο καινοτόμων λακκασών. Τα δύο ένζυμα απομονώθηκαν από το εξωκυτταρικό υγρό της καλλιέργειας του μικροοργανισμού σε στελέχη αραβοσίτου μέσω χρωματογραφίας ιοντοανταλλαγής και ακολούθησε βιοχημικός χαρακτηρισμός τους. Οι καθαρές λακκάσες AbiLac1 και AbiLac2, με μοριακά βάρη 63 και 70 kDa, βέλτιστη θερμοκρασία δράσης 50°C και 60-65°C, και βέλτιστο pH δράσης 5,5, και 4,5, βάσει μετρήσεων σε κατεχόλη, αντίστοιχα, μπορούν να οξειδώσουν ένα μεγάλο εύρος φαινολικών και μη φαινολικών ενώσεων. Οι σταθερές Michaelis-Menten, ΚΜ και vmax, ως προς το ABTS υπολογίστηκαν ίσες με 51 μΜ και 32,3 Units/mg για την AbiLac1, και 22 μΜ και 8,2 Units/mg για την AbiLac2, ενώ τα αντίστοιχα μεγέθη για την κατεχόλη ήταν 2565 και 64,3 Units/mg, και 942 μΜ και 14,7 Units/mg. Τέλος, δοκιμάστηκε η χρήση των δύο καθαρών ενζύμων σε εφαρμογές βιοαποικοδόμησης ρύπων, με την AbiLac1 να πετυχαίνει υψηλά ποσοστά βιομετατροπής τόσο της τετρακυκλίνης όσο και των χλωροφαινολών. Επομένως, τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας καταδεικνύουν τη μεγάλη βιοτεχνολογική αξία του ενζυμικού συστήματος των Βασιδιομυκήτων λευκής σήψης, το οποίο μπορεί να φανεί πολύτιμο, τόσο στην αξιοποίηση της λιγνινοκυτταρινούχου βιομάζας προς προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας, όσο και σε εφαρμογές βιοεξυγίανσης και βιοαποικοδόμησης περιβαλλοντικών ρύπων.	el
heal.abstract	White-rot Basidiomycetes are powerful decomposers of lignocellulosic biomass by producing both hydrolytic and oxidative enzymes. The ability to degrade all the constituents of lignocellulose makes the enzymatic system of Basidiomycetes a valuable biotechnological tool, and also a source for the discovery of novel enzymes. In the present work, the enzymatic system of three Greek strains of Basidiomycetes (Pleurotus citrinopileatus, Abortiporus biennis and Ganoderma resinaceum) was investigated, during their growth in oatspelt xylan and corn stover. The results of this study revealed the presence of a variety of enzymatic activities, with the oxidative enzymes playing a crucial role in the degradation of biomass. The enzymatic profile of P. citrinopileatus and A. biennis was confirmed by secretome analysis, based on which A. biennis was selected for the isolation of two novel laccases. The two enzymes were isolated from the culture supernatant of this fungal strain with ion-exchange chromatography and were biochemically characterized. The purified laccases AbiLac1 και AbiLac2, with molecular weights of 63 and 70 kDa, optimum temperature 50°C and 60-65°C, and optimum pH 5,5, and 4,5, based on catechol enzymatic activity measurements, respectively, are able to oxidize a wide range of phenolic and non-phenolic compounds. The Michaelis-Menten constants, ΚΜ και vmax, using ABTS as substrate, were equal to 51 μΜ and 32,3 Units/mg for AbiLac1, and 22 μΜ and 8,2 Units/mg for AbiLac2, while the corresponding measurements for catechol were 2565 and 64,3 Units/mg, and 942 μΜ and 14,7 Units/mg. Finally, the two purified enzymes were used in pollutants biodegradation applications, with AbiLac1 achieving high biotransformation yields for both tetracycline and chlorophenols. Overall, the results of the present study demonstrate the great biotechnological potential of the enzymatic system of white-rot Basidiomycetes, which can be of value not only in the valorization of lignocellulosic biomass towards high-added value products, but also in bioremediation and biodetoxification applications.	en
heal.advisorName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μαμμά, Διομή	el
heal.committeeMemberName	Τζαμτζής-Πιλάλης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	126 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false