Konstrukce mutantních enzymů pro degradaci antropogenních polutantů

Bc. Jakub Kratochvíl

Diplomová práce

Construction of enzyme variants for degradation of anthropogenic pollutants

Anotace:

Enzymy jsou přírodní katalyzátory obrovské škály chemických reakcí a jsou vyhledávány jako ekologičtější a ekonomicky méně nákladné alternativy k běžným katalyzátorům používaným v průmyslových odvětvích od bioremediací až po aplikace v lékařství a farmacii. Mezi takovéto enzymy patří i halogenalkandehalogenázy, které katalyzují hydrolýzu halogenovaných sloučenin na odpovídající alkoholy, halogenidové ionty a protony. Přirozeně se vyskytující halogenalkandehalogenázy však mají funkční omezení a pro průmyslové aplikace nejsou dosud vhodné. Zde se dostávají ke slovu metody řízené evoluce nebo racionálního designu jako efektivní strategie pro vytváření ge-netické rozmanitosti a získání nových variant enzymů s požadovanými vlastnostmi. V této práci byla metodami proteinového inženýrství modifikována halogenalkandehalogenáza DhaA31 s cílem vylepšit její katalytické parametry vůči antropogennímu polutantu 1,2,3-trichlorpropanu.

Abstract:

Enzymes are naturally occurring catalysts with a broad spectrum of catalysed chemical reactions, and they therefore represent environmentally-friendly and economically costeffective tools in many industrial processes, bioremediation, biomedical and pharmacological applications. Among such biocatalysts belong haloalkane dehalogenases (HLDs), which catalyse the cleavage of the carbon-halogen bond of halogenated compounds, resulting in corresponding products – alcohols, halide ions and protons. Howe-ver, catalytic properties of naturally occurring HLDs very often do not fulfill reqirements of industrial applications which limits their practical potential. Methods of directed evolution and ratoional design are therefore often used to generate genetic diversity and cosntruct novel protein varaits with deired function. In this work, a protein engineering strategy was applied to improve catalytic parameters of haloalkane dehalogenase DhaA31 towards anthropogenic pollutant 1,2,3-trichloropropane.

Klíčová slova

řízená evoluce, racionální design, halogenalkandehalogenáza, enzym, proteinové inženýrství

Keywords

haloalkane dehalogenase, enzyme, protein engineering, directed evolution, rational design

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 4. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: prof. Ing. Tomáš Urban, Ph.D.

Mendelova univerzita v Brně

Agronomická fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Zootechnika / Živočišné biotechnologie