🗊Презентация ВКР: Иммобилизованный биокатализатор на основе адгезированных амидазосодержащих клеток родококков для синтеза акриловой кислот

Иммобилизованный биокатализатор на основе адгезированных амидазосодержащих клеток родококков для синтеза акриловой кислоты Выполнил: студент гр. БТ-15-1б Якимова М.С. Руководитель: к.б.н., Максимов А.Ю. Консультант: д.б.н. Максимова Ю.Г.

Биотрансформация акриламида в акриловую кислоту

Биокатализ ускорение с помощью ферментов химических реакций, протекающих в живых организмах; высокоэффективен; происходит в более «мягких» условиях.

Иммобилизация клеток отсутствие затрат на выделение и очистку ферментов; более высокая активность и стабильность биокатализатора; возможность создания непрерывных и полунепрерывных автоматизированных процессов; снижение количества отходов.

Цель работы Изучение процесса адгезии клеток родококков на углеродных носителях, оценка воздействия физико-химических условий и иммобилизации клеток на их амидазную активность

Задачи Изучить зависимость адсорбции R. erythropolis 4-1 на углеродных носителях от концентрации клеток в суспензии; Изучить влияние концентрации субстрата, температуры, рН реакционной среды на амидазную активность суспендированных клеток бактериального штамма Rhodococcus erythropolis 4-1; Определить влияние условий хранения клеток R. erythropolis 4-1 на их амидазную активность; Изучить влияние концентрации субстрата, температуры, рН реакционной среды на амидазную активность клеток R. erythropolis 4-1, иммобилизованных на углеродных носителях.

Исследуемый бактериальный штамм Rhodococcus erythropolis 4-1, обладающий амидазной активностью.

Носители – углеродные материалы уголь-сырец, измельченный до порошкообразного состояния; уголь активный дробленый Norit PK 1–3 (Голландия); активированные вискозные углеродные волокна Карбопон.

Проведение исследования

Определение количества адгезированных клеток где: А – масса адгезированных клеток, мг; m – концентрация клеток в суспензии до иммобилизации (мг/мл); V – объем суспензии, из которого иммобилизовали клетки, мл; ОДисх – оптическая плотность при 540 нм суспензии клеток до адгезии; ОДфильтр – оптическая плотность при 540 нм суспензии клеток после адгезии.

График зависимости массы адгезированных клеток на носителях от концентрации исходной суспензии

График зависимости активности свободных клеток от условий хранения культуры

Графики зависимости активности свободных и иммобилизованных клеток от температуры проведения реакции

Графики зависимости активности свободных и иммобилизованных клеток от концентрации акриламида

Графики зависимости активности свободных и иммоби клеток от величины pH реакционной среды

Выводы При изучении процесса адсорбции клеток R. erythropolis 4-1 на углеродных носителях было показано, что масса адсорбированных клеток увеличивается пропорционально концентрации суспензии, и в пределах изученных концентраций суспензии (0,72 - 8,90 мг/мл) насыщение сорбента клетками не наблюдается. Определено, что амидазная активность свободных клеток R. erythropolis 4-1 максимальна при температуре 30ºС, рН 6,5 и концентрации субстрата 150 мМ. Показано, что оптимальными условиями хранения биокатализатора является замораживание при температурах -20 и -80ºС, тогда как высушивание клеток R. erythropolis 4-1 приводит к снижению амидазной активности. Показано, что углеродные носители выполняют защитную роль для иммобилизованных клеток. При воздействии температуры 70ºС амидазная активность адсорбированных клеток R. erythropolis 4-1 в 2-3 раза превышала активность суспендированных клеток. При рН 10,7, у клеток, иммобилизованных на активном угле, сохранялось 46%, на карбопоне - 58%, на угле-сырце - 41% от максимальной амидазной активности, тогда как у свободных клеток - 29%.