Preparation and application of combined cross-linked enzyme aggregates in microfluidic systems for the biocatalytic synthesis of δ-viniferin
Year: 2026
Type: dissertation
Abstract: V magistrskem delu obravnavam pripravo in uporabo kombiniranih zamreženih encimskih agregatov (angl. crosslinked enzyme aggregates, CLEAs) v mikropretočnem sistemu za biokatalitsko sintezo δ-viniferina iz resveratrola. Študija temelji na povezovanju biokatalitske reakcije oksidacije resveratrola s H$_2$O$_2$, katalizirane s hrenovo peroksidazo (HRP), z in situ sintezo tega substrata na osnovi reakcije, katalizirane z glukoza oksidazo (GOx), kar zmanjšuje inhibitorni učinek H$_2$O$_2$ na HRP. Resveratrol je naravna fenolna spojina, prisotna v grozdju in s tem tudi v tropinah, ki nastajajo kot stranski produkt pri pridelavi vina. Tropine so pomemben agroindustrijski odpadek, saj vsebujejo biološko aktivne spojine. Njihova uporaba kot surovine predstavlja primer valorizacije odpadkov, saj omogoča pretvorbo nizkovrednega ostanka v produkt z dodano vrednostjo, kot je δ-viniferin. V okviru dela smo razvili mikropretočni sistem za pripravo zamreženih encimskih agregatov HRP (CLEA-HRP) ter kombiniranih zamreženih encimskih agregatov HRP in GOx (CLEA-HRP-GOx). Mikropretočni pristop omogoča natančen nadzor nad pogoji obarjanja in zamreževanja, kar vodi do bolj enotne velikosti delcev in izboljšane zadržane encimske aktivnosti v primerjavi s klasičnimi šaržnimi postopki. Optimizirali smo pogoje priprave, kot so zadrževalni čas, vrsta in koncentracija obarjalnega ter zamreževalnega sredstva ter izbira pufra. Encimski pripravek CLEA-HRP-GOx smo uporabili v šaržni biotransformaciji resveratrola. Potek reakcije smo spremljali z NMR spektroskopijo. Primerjali smo aktivnosti obeh encimov v zamreženih agregatih s prostimi encimi. Rezultati kažejo, da CLEA-HRP-GOx omogočajo učinkovito izvedbo kaskadne reakcije z in situ tvorbo H$_2$O$_2$ in primerljivo volumetrično produktivnostjo glede na proste encime. Mikropretočni sistem za pripravo CLEA-HRP-GOx odpira možnosti za nadaljnjo integracijo priprave in biotransformacije v kontinuirnem procesu.
Author: Tomažin, Natalija
Language: Slovenian
Subfield: Molecular Biology
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7162975794