Μελέτη Συνεργιστικής Δράσης Μίας GH61 Οξειδάσης Από Το Sporotrichum Τhermophile Κατά Την Υδρόλυση Λιγνινοκυταρινούχων Υποστρωμάτων

Abstract

Τα βιοκαύσιμα δεύτερης γενιάς μπορούν να αποτελέσουν αποτελεσματική λύση της ενεργειακής κρίσης που προκλήθηκε τα τελευταία χρόνια από την εξάντληση των ορυκτών καυσίμων. Για την παραγωγή βιοαιθανόλης απαραίτητη προϋπόθεση αποτελεί η χρήση ενζύμων που μετατρέπουν την λιγνινοκυτταρίνη σε ζυμώσιμα σάκχαρα. Το κόστος της απομόνωσης των ενζύμων αυτών από διάφορους μικροοργανισμούς και της παραγωγής τους είναι ακόμα μεγάλο. Για το σκοπό αυτό γίνονται πολλές έρευνες για την μείωση του ενζυμικού φορτίου και κατά συνέπεια του κόστους παραγωγής βιοκαυσίμων. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η μελέτη ένους μέλους της οικογένειας των γλυκοζιδικών υδρολασών 61 της CAZy από το Sporotrichum thermophile. Εξετάστηκε το συνεργιστικό αποτέλεσμα της StCel61 παρουσία κλασικών κυτταρινασών κατά την υδρόλυση υποστρωμάτων με διαφορετική περιεκτικότητα σε λιγνίνη. Επίσης πραγματοποιήθηκαν πειράματα με σκοπό τον προσδιορισμό της αντιοξειδωτικής δράσης των υποστρωμάτων και τα αποτελέσματα που προέκυψαν συσχετίστηκαν με τη δραστικότητα της StCel61. Βρέθηκε ότι ο βαθμός υδρόλυσης σύνθετων λιγνινοκυτταρινούχων υλικών αυξάνει όταν η συγκεκριμένη πρωτεϊνη συνδυάζεται με άλλα υδρολυτικά ένζυμα και ότι το ενισχυτικό αποτέλεσμα είναι υψηλότερο στα υποστρώματα με την μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε λιγνίνη.

Second generation biofuels can be an effective solution to the energy crisis caused in recent years by the depletion of fossil fuels. For bioethanol production is necessary to use enzymes that convert lignocellulosic biomass to fermentable sugars. The cost of isolation of these enzymes from various microorganisms and their production is still high. For this purpose, many researches are made to reduce the enzyme load and consequently the production cost of biofuels. The current thesis describes the study of one member of glycoside hydrolase 61 family of proteins GH61 (CAZy) from the Sporotrichum thermophile. It was examined the synergistic effect of StCel61 in presence of classical cellulases to hydrolyse substrates with different lignin content. Also, experiments were performed to determine the antioxidant activity of the substrates and the results obtained correlated with the activity of StCel61. It was found that the hydrolysis of lignocellilosic biomass increases when the particular protein is combined with other hydrolytic enzymes. In addition, this hydrolysis was higher in substrates with large lignin content.