Vliv inhibitorů BSO, Lycorine a AIP na biosyntézu sekundárních metabolitů jednobuněčné řasy Scenedesmus quadricauda

Dipl.-Ing. Ivan Rankić

Master's thesis

The influence of inhibitors (BSO, Lycorine and AIP) on the biosynthesis of secondary metabolites in microalgae Scenedesmus quadricauda

Abstract:

Teoretický přehled shrnuje charakteristiku řas a jejich primární i sekundární metabolismus. Zabývá se také jednotlivými inhibitory syntézy kyseliny askorbové, glutationu a polyfenolických látek.Praktická část studuje vliv vybraných inhibitorů (BSO, Lyc, AIP) a CdCl2 na produkci sekundárních metabolitů a růst biomasy u zelené mikrořasy Scenedesmus quadricauda. Obsah sekundárních metabolitů (např. kyselina kávová, kyselina chlorogenová, kyselina salicylová, kyselina skořicová, kyselina p-kumarová) byl detekován pomocí HPLC-MS. Dále byla stanovena celková antioxidační kapacita, celkový obsah polyfenolů a flavonoidů spektrofotometrickou metodou. Všechny použité inhibitory redukovaly růst S. quadricauda v porovnání s kontrolními vzorky. Nejvýraznějšího inhibičního efektu bylo pozorováno ve vzorcích ošetřených Lyc + Cd po 7 dnech experimentu. Všechny ošetřené vzorky reagovaly na stresové faktory zmíněných koncentrací (inhibitory, Cd) změnou metabolických drah a inhibicí růstu. Důsledkem byly změny ve složení a množství vybraných sekundárních metabolitů oproti kontrolnímu vzorku. Zároveň ve většině případů došlo ke stimulaci biosyntézy polyfenolických a flavonoidních látek. Pravděpodobně došlo k narušení oxidačně redukční rovnováhy a vyvolání oxidačního stresu.

Abstract:

The theoretical overview summarize the characteristics of algae and their primary and secondary metabolism. It also deals with inhibitors of ascorbic acid, glutathione and polyphenolic compounds synthesis. The practical part studies the influence of selected inhibitors (BSO, Lyc, AIP) and CdCl2 on the secondary metabolites production and biomass growth in freshwater microalgae Scenedesmus quadricauda. The content of secondary metabolites (eg. caffeic acid, chlorogenic acid, salicylic acid, cinnamic acid, p-coumaric acid) was detected by HPLC-MS. Furthermore, the total antioxidant capacity, the total polyphenol content and the total flavonoid content was determined spectrophotometrically. All the inhibitors used, reduced S. quadricauda growth in comparison with control samples. The most pronounced inhibitory effect was observed in the samples treated with Lyc + Cd after 7 days of experiment. All the treated samples responded to the stress factors by altering metabolic pathways and inhibiting growth. As a result, there were changes in the composition and the amount of selected secondary metabolites versus the control samples. At the same time, in most cases, the biosynthesis of polyphenolic and flavonoid substances has been stimulated. The oxidative reduction equilibrium and the induction of oxidative stress were probably impaired.

Keywords

mikrořasy, kadmium, Scenedesmus quadricauda, BSO, AIP, inhibitory enzymů, lycorine

Keywords

microalgae, enzymes inhibitors, BSO, lycorine, AIP, cadmium, Scenedesmus quadricauda

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Dalibor Húska, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / field:
Plant Production / Plant Biotechnology