Metabolismus sulfidu u bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans

Bc. Jan Šmoldas

Diplomová práce

Sulfide metabolism in Acidithiobacillus ferrooxidans

Anotace:

Tato diplomová práce shrnuje teoretické poznatky o acidofilních mikroorganismech, konkrétně pak modelovém organismu Acidithiobacillus ferrooxidans, s důrazem na roli enzymu sulfid:chinonoxidoreduktasa v metabolismu sulfidu. Dále představuje metody využívané ke stanovení sulfidu se zaměřením na metody chromatografické. Náplní experimentální práce byla optimalizace citlivé thioninové derivatizační metody pro stanovení sulfidu pomocí HPLC a MS a její následné využití k detekci sulfidu potenciálně vznikajícího v kultivačním mediu v průběhu anaerobní kultivace A. ferrooxidans. Žádný vznikající sulfid nebyl během anaerobního růstu detegován, v rozporu s výsledky uvedenými v literatuře. Kvantitativní PCR posloužila ke stanovení relativní exprese genů kódujících dvě sulfid:chinonoxidoreduktasy po inkubaci buněk v přítomnosti 10mM sulfidu. Analýza odhalila mírně zvýšenou expresi sqrA, ale zato značné snížení exprese sqrB, naznačuje že kódovaný protein může vykonávat odlišnou funkci. Získané poznatky mohou přispět k detailnějšímu pochopení metabolismu acidofilů a upřesnění funkcí kódovaných proteinů.

Abstract:

This diploma thesis summarizes theoretical findings about acidophilic microorganisms, focusing on model organism Acidithiobacillus ferrooxidans, emphasizing the role of sulfide:quinone oxidoreductase in sulfide metabolism. Furthermore, methods for sulfide detection with emphasis on chromatografic methods are presented. In experimental part, sensitive thionine derivatization method for HPLC/MS was optimized and used for sulfide detection in cultivation medium during anaerobic sulfur biooxidation by A. ferrooxidans. In spite of results presented in literature, no sulfide was detected during anaerobic growth. RT-qPCR analysis of genes encoding two sulfide:quinone oxidoreductases (SqrA, SqrB) was carried out after incubation of bacterial cells in 10mM sulfide solution. Expression level of sqrA was slightly increased while sqrB was found to be significantly uderexpressed, implying that encoded protein might possess different function. Acquired data could lead to better understanding of acidophiles‘ metabolism and possible revelation of encoded proteins‘ function.

Klíčová slova

Acidithiobacillus ferrooxidans, anaerobní růst, sulfid, vysokoúčinná kapalinová chromatografie, hmotnostní spektrometrie, RT-qPCR, anaerobic growth, sulfide, high performance liquid chromatography, mass spectrometry

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 9. 1. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 6. 2. 2019
• Vedoucí: doc. RNDr. Oldřich Janiczek, CSc., Mgr. Jiří Kučera, Ph.D.
• Oponent: doc. RNDr. Petr Zbořil, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Biochemie / Biochemie