Karakterizacija tirozin dekarboksilaze iz Methanocaldococcus janaschii in imobilizacija v mikroreaktorjeHlebanja, Patrik (Avtor) Žnidaršič Plazl, Polona (Mentor) biokatalizatirozin dekarboksilazaimobilizacijaCLEAmikropretočni sistemBiokatalizatorji predstavljajo zeleno alternativo tradicionalnim katalizatorjem, saj ponujajo visoko selektivnost in stereospecifičnost ter omogočajo delovanje v milejših pogojih in okolju prijaznih topilih. Imobilizacija encimov omogoča njihovo lažje ločevanje od reakcijske zmesi, ponovno uporabo in boljšo stabilnost. Te lastnosti so zaželene v industriji, kjer širšo rabo biokatalizatorjev pogosto omejuje ravno nizka stabilnost in visoka cena proizvodnje. Z izvedbo biokatalitskih procesov v mikropretočnih sistemih lahko zmanjšamo porabo biokatalizatorjev, topil in reaktantov, hiter prenos toplote in snovi pa omogoča intenzifikacijo procesov. V magistrskem delu smo raziskali tirozin dekarboksilazo MfnA iz termofilne arheje Methanocaldococcus jannaschii, ki katalizira pretvorbo L-tirozina v tiramin. Ker encim deluje pri povišanih temperaturah, smo se pri eksperimentalnem delu soočili in uspešno rešili praktične izzive, povezane z izvajanjem reakcij v takih pogojih. Najprej smo določili vpliv temperature, sestave pufra ter koncentracije substrata, produkta in kofaktorja piridoksal-5'-fosfata (PLP) na encimsko aktivnost. Nato smo preizkusili različne pristope k imobilizaciji encima: na porozne polimerne nosilce (ReliZyme™ EP112/S in EA403/S), na funkcionalizirane celulozne membrane ter v obliki zamreženih encimskih agregatov (CLEA). Pri tem smo raziskovali vpliv koncentracije encima, pH, koncentracije obarjalnega sredstva in zamreževalca na učinkovitost imobilizacije. Imobilizirane pripravke smo uporabili tudi v pretočnih mikroreaktorjih za kontinuirno biotransformacijo. Rezultati so pokazali, da je MfnA ob redčenju močno nagnjen k agregaciji, zato nam z ustaljenimi postopki priprave v mikropretočnem sistemu ni uspelo pripraviti CLEA z ugodnimi lastnostmi. Najuspešnejša se je izkazala imobilizacija na porozne polimerne nosilce ReliZyme™ EP112/S, pri čemer smo dosegli 42,7 % zadržane aktivnosti, encim pa je ohranil stabilnost več kot teden dni. Z uporabo tako imobiliziranega encima v pretočnem mikroreaktorju smo dosegli 100 % dobitek produkta, kar kaže potencial sinteze v mikropretočnem sistemu z imobiliziranim encimom za kontinuirne biotransformacije.20252025-09-26 11:20:01Magistrsko delo/naloga174056sl