Primjena metagenomskih esteraza za okolišno prihvatljivu razgradnju polimliječne kiseline

diplomski rad

• Naslov (engleski): Application of metagenomic esterases for environmentally friendly degradation of polylactic acid
• Autor: Eva Josić
• Mentor: Aleksandra Maršavelski (mentor)
• Mentor: Marko Močibob (mentor)
• Član povjerenstva: Aleksandra Maršavelski (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Tajana Begović (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Ivana Kekez (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Marko Močibob (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Kemijski odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-02-21, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Kemija

Sažetak

Polimliječna kiselina (PLA) je biorazgradiv polimer čija su termička i mehanička obilježja slična masovno korištenoj plastici problematičnoj za zbrinjavanje. Biorazgradivosti i fizikalna svojstva čine PLA kandidatom za proizvodnju plastike koja se može razgraditi na okolišno prihvatljiv način. Enzimi koji razgrađuju PLA, za prihvatljivu okolišnu i industrijsku razgradnju, spadaju u skupinu α/β-hidrolaza. Trenutno je identificiran mali broj hidrolaza s aktivnošću prema PLA, a jednu od najvećih posjeduje nedavno otkriveni enzim MGS0156. U ovom diplomskom radu proizvedeni su MGS0156, njegov mutant i novi, do sada neokarakterizirani homolog, pronađen pretragom metagenomskih baza podataka. Hidrolitička aktivnost enzima prema PLA provjerena je u agaroznom gelu i slobodnoj suspenziji. Ovdje je prvi put pokazana aktivnost novog metagenomskog enzima prema PLA, koja se pokazala značajno većom od većine aktivnosti zabilježenih u literaturi. Računalnim metodama utvrđeno je da oba enzima imaju mobilni poklopac, identificirane su aminokiseline veznog mjesta s najvećim doprinosom vezanju supstrata i potencijalne mete za mutacije.

Sažetak (engleski)

Polylactic acid (PLA) is a biodegradable polymer with thermal and mechanical properties like those of widely used plastics with problematic disposal. Its biodegradability and physical properties make PLA a candidate for environmentally friendly plastic production. PLA-degrading enzymes used for environmentally friendly and industrial degradation, belong to the α/β-hydrolase group. A small number of PLA-hydrolases is identified, with one of the greatest activities belonging to a recently discovered MGS0156. Here, MGS0156, its mutant and a new, previously uncharacterized homologue discovered in metagenomic databases were produced. The hydrolytic activity towards PLA was tested in an agarose gel and a suspension. The hydrolytic activity of the new metagenomic enzyme was demonstrated for the first time and was found to be significantly higher than most activities documented in the literature. Using computational methods, it was found that both enzymes contain a mobile lid, binding site amino acids with the largest contribution to substrate binding were identified as well as potential mutation targets

• Ključne riječi: depolimeraza plastike; difuzijski test enzimske aktivnosti; kružna mutageneza; polimliječna kiselina; simulacija molekulske dinamike; slobodna energija vezanja; test enzimske aktivnosti u suspenziji
• Ključne riječi (engleski): circular mutagenesis; diffusion assay for enzymatic activity; enzyme activity in suspension assay; free energy of binding; molecular dynamics simulation; plastic depolymerase; polylactic acid
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:597947
• Studijski program: Naziv: Kemija; smjerovi: Istraživački; Smjer: Istraživački; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a magistar/magistra kemije (univ. mag. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Rad dostupan nakon; Datum isteka embarga: 2025-02-21
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-03-07 14:14:31