Ανάπτυξη πολυενζυμικών κοκτέιλ για την αποικοδόμηση
λιγνινοκυτταρινούχων υποστρωμάτων

Παπαχρήστου, Βασιλική; Papachristou, Vasiliki

dc.contributor.author	Παπαχρήστου, Βασιλική	el
dc.contributor.author	Papachristou, Vasiliki	en
dc.date.accessioned	2023-01-25T07:09:59Z
dc.date.available	2023-01-25T07:09:59Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56880
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24578
dc.rights	Default License
dc.subject	Συνεργιτισμός	el
dc.subject	Ενζυμικά κοκτέιλ	el
dc.subject	Λιγνινοκυτταρινούχος βιομάζα	el
dc.subject	Κυτταρινάσες	el
dc.subject	Ξυλανάσες	el
dc.title	Ανάπτυξη πολυενζυμικών κοκτέιλ για την αποικοδόμηση λιγνινοκυτταρινούχων υποστρωμάτων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-03
heal.abstract	Η σύνθεση ενζυμικών κοκτέιλ αποτελεί μια μέθοδο μείωσης του απαιτούμενου ενζυμικού φορτίου για την υδρόλυση της λιγνινοκυτταρινούχου βιομάζας. Στη σύσταση των ενζυμικών κοκτέιλ περιλαμβάνονται συνήθως κυτταρινάσες και ημικυτταρινάσες, οι οποίες στοχεύουν στην αποτελεσματική αποικοδόμηση της κυτταρίνης και της ξυλάνης μέσω ανάπτυξης συνεργιστικών αλληλεπιδράσεων. Στη παρούσα διπλωματική εργασία αξιοποιήθηκαν πρωτεϊνικά εκχυλίσματα μυκήτων, εμπορικά ένζυμα, καθώς και ένζυμα που έχουν παραχθεί και χαρακτηριστεί στο Εργαστήριο Βιοτεχνολογίας του ΕΜΠ για το σχεδιασμό των ενζυμικών κοκτέιλ. Η συνεργιστική δράση των ενζύμων διερευνήθηκε με βάση τη συγκέντρωση αναγωγικών σακχάρων, όπως γλυκόζης, ξυλόζης και ξυλοβιόζης, που παράγονται ως προϊόντα αποικοδόμησης της βιομάζας. Η συγκέντρωση αναγωγικών σακχάρων προσδιορίστηκε μέσω της μεθόδου 3,5-δινιτροσαλικυλικού οξέος (DNS), ενώ η συγκέντρωση της γλυκόζης, της ξυλόζης και της ξυλοβιόζης και άλλων σακχάρων υπολογίστηκε με ανάλυση HPLC. Πρωτεϊνικά εκχυλίσματα παράχθηκαν εξωκυτταρικά από στελέχη Βασιδιομυκήτων (Abortiporus biennis, Pleurotus citrinopileatus) και μελετήθηκαν ως προς το συνεργιτισμό τους με το εμπορικό ενζυμικό παρασκεύασμα Cellic® CTec2 σε προκατεργασμένα υποστρώματα ξύλου οξιάς και υπολειμμάτων αραβοσίτου. Το Cellic® CTec2 εμφάνισε ισχυρότερο συνεργιτισμό με το πρωτεϊνικό εκχύλισμα του P.citrinopileatus σε σχέση με το πρωτεϊνικό εκχύλισμα του A.biennis. Σε κάθε περίπτωση ο συνεργιτισμός μεγιστοποιήθηκε, όταν η αναλογία του πρωτεϊνικού εκχυλίσματος στο κοκτέιλ ήταν χαμηλή, 10%wt ή 25%wt. Επιπροσθέτως, ο βαθμός υδρόλυσης της βιομάζας δεν επηρεάστηκε από τη σειρά προσθήκης (ταυτόχρονη ή διαδοχική) των ενζυμικών παρασκευασμάτων. Παράλληλα, μίγμα κελλοβιοϋδρολάσης (CBH I), ενδογλουκανάσης (EG7), β-γλυκοζιδάσης (MtBGL3A), ξυλανασών (GH11, TtXyn30A) και εμπορικής β-ξυλοζιδάσης δοκιμάστηκε σε διαφορετικούς συνδυασμούς και συγκεντρώσεις κατά την υδρόλυση προκατεργασμένου ξύλου οξιάς. Η ελάχιστη απαίτηση σε κυτταρινάσες (CBH I, MtBGL3A, EG7) για την αποτελεσματική υδρόλυση του υποστρώματος ήταν 6mg/g βιομάζας. Ο συνεργιτισμός μεταξύ κυτταρινασών και ημικυτταρινασών βελτιστοποιήθηκε, όταν η αναλογία μεταξύ τους ήταν 7.5:1.75 (mg/g βιομάζας) και οι ξυλανάσες GH11, TtXyn30A ήταν σε αναλογία 3:1 ή 9:1. Η σειρά προσθήκης των ενζύμων δεν επηρέασε την παραγωγή σακχάρων κατά την υδρόλυση της βιομάζας από κοκτέιλ που περιείχαν και τις δυο ξυλανάσες. Αντιθέτως, κοκτέιλ με μια εκ των δυο ξυλανασών βελτίωσαν τη παραγωγή σακχάρων κατά την ταυτόχρονη προσθήκη των ενζύμων στο υπόστρωμα. Ακολούθησε η δοκιμή μιας εμπορικής εστεράσης (AXE) και μιας εστεράσης που έχει παραχθεί στο εργαστήριο (TtCe16). Η AXE ανέπτυξε συνεργιστικές αλληλεπιδράσεις με την GH11 αυξάνοντας τη παραγωγή αναγωγικών σακχάρων κατά 0.3 με 0.7 φορές σε κοκτέιλ με κυτταρινάσες, GH11, β-ξυλοζιδάση, ενώ με την TtXyn30A δεν παρατηρήθηκε έντονος συνεργιτισμός. Η προσθήκη της εστεράσης TtCe16 συντέλεσε στην αύξηση της παραγωγής ξυλόζης σε μικρότερη κλίμακα σε σχέση με την AXE. Τέλος, μια βξυλοζιδάση που έχει παραχθεί στο εργαστήριο, RcXyl39A, δοκιμάστηκε στα ενζυμικά κοκτέιλ αντικαθιστώντας την εμπορική β-ξυλοζιδάση.	el
heal.advisorName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Τζαμτζής, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Μαμμά, Διομή	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	102 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false