Automated exploration and characterization of novel haloalkane dehalogenases

Mgr. Pavel Vaňáček, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Enzymy jsou přírodní katalyzátory s velkým potenciálem v celé řadě biotechnologických aplikací. V dnešní době pracuje biotechnologický průmysl s tržním kapitálem v řádech miliard dolarů. Proto existuje velká poptávka po objevování stále nových biokatalyzátorů, které by vyhovovaly biotechnologickým procesům v reálném použití, od základního přes aplikovaný výzkum až po praktické aplikace. Úvodní kapitola poskytuje čtenáři komplexní přehled různých přístupů zaměřených na vyhledávání a identifikaci nových nebo vylepšených biokatalyzátorů. Pozornost je také věnována nejnovějším technickým pokrokům v charakterizaci enzymů, zejména pak v laboratorní automatizaci a zvýšené testovací kapacitě. Některé z těchto nových přístupů byly využity při vyhledávání a následné biochemické charakterizaci technologicky zajímavých biokatalyzátorů patřících do skupiny halogenalkandehalogenas (HLD). Tyto poznatky jsou obsaženy ve výsledkové části této disertační práce, jež zahrnuje celkem pět publikovaných studií.

Abstract:

Natural enzymes are the most proficient catalysts with great potential in various biotechnological applications. Nowadays, the field of biotechnology represents a billion-dollar industry, which constantly demands for novel catalysts to fit for the real-life biotechnological processes covering all fields of life sciences. Introduction part provides a comprehensive overview of the diverse approaches for efficient identification and discovery of novel or improved biocatalysts. Attention is also given to the latest technological advances in enzyme characterization focused on increasing robustness and throughput. In this work, we have applied some of these approaches, including robotics and microfluidics, to explore and biochemically characterize novel biocatalysts belonging to the haloalkane dehalogenase family (HLDs). The main findings of the Thesis are described in the five published studies in the results section.

Keywords

biochemická charakterizace, enzymová aktivita, miniaturizace, laboratorní automatizace, halogenalkandehalogenasy, biochemical characterization, enzymatic activity, miniaturization, laboratory automatization, haloalkane dehalogenases

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 14. 7. 2020
• Supervisor: prof. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D.
• Reader: Mgr. Karel Říha, Ph.D., doc. Ing. Martin Rebroš, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Molecular and Cell Biology and Genetics / Molecular and Cell Biology and Genetics