Your browser does not support JavaScript!

Αρχική    Συλλογές    Τύπος Εργασίας    Διδακτορικές διατριβές  

Διδακτορικές διατριβές

Τρέχουσα Εγγραφή: 8 από 1997

Πίσω στα Αποτελέσματα Προηγούμενη σελίδα
Επόμενη σελίδα
Προσθήκη στο καλάθι
[Προσθήκη στο καλάθι]
Κωδικός Πόρου 000425990
Τίτλος Παραγωγή τερπενοειδών από φωτοσυνθετικούς μικροοργανισμούς
Άλλος τίτλος Production of terpenoids by photosynthetic microorganisms
Συγγραφέας Βαλσαμή, Ελευθερία-Αγγελική
Σύμβουλος διατριβής Γανωτάκης, Δημήτριος
Μέλος κριτικής επιτροπής Κατερινόπουλος, Χαράλαμπος
Κοτζαμπάσης, Κυριάκος
Μελής, Αναστάσιος
Παυλίδης, Ιωάννης
Σμόνου, Ιουλία
Τσιώτης, Γεώργιος
Περίληψη Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η ετερόλογη παραγωγή του μονοτερπενίου β-φελλανδρενίου από μεταλλαγμένα στελέχη του κυανοβακτηρίου Synechocystis. Το κυανοβακτήριο Synechocystis αποτελεί πρότυπο οργανισμό, ικανό να εφαρμόσει την προσέγγιση «καύσιμα από τη φωτοσύνθεση». Το γεγονός αυτό τον καθιστά μικροοργανισμό κατάλληλο για βιοτεχνολογική εκμετάλλευση και παραγωγή μεγάλου αριθμού προϊόντων, έχοντας ως πρώτες ύλες μόνο φως, νερό και διοξείδιο του άνθρακα. Μέσω της γενετικής και μεταβολικής μηχανικής δημιουργήθηκαν μεταλλαγμένα στελέχη Synechocystis τα οποία ήταν ικανά να παράγουν β-φελλανδρένιο όταν καλλιεργήθηκαν σε φωτοαυτότροφες συνθήκες σε ειδικούς βιοαντιδραστήρες. Η διαδικασία δεν επηρέασε την ανάπτυξη των κυττάρων και τη λειτουργία του φωτοσυνθετικού τους μηχανισμού. Στο γονιδίωμα των στελεχών αυτών εισήχθησαν τα νέα οπερόνια με τα γονίδια σύντηξης του γονιδίου των βελτιστοποιημένων κωδικονίων της συνθάσης του β-φελλανδρενίου (PHLS) και του γονιδίου της συνθάσης του πυροφωσφορικού γερανυλίου (GPPS) με τις δύο κύριες υπομονάδες της φυκοκυανίνης (cpcB και cpcA) και εκφράστηκαν κάτω από τη δράση του ισχυρού cpc υποκινητή. Από τα αποτελέσματα προέκυψε πως η ετερόλογη έκφραση της συνθάσης του πυροφωσφορικού γερανυλίου (GPPS), ενισχύει την παραγωγή του β-φελλανδρενίου. Αντίθετα η χρήση ενός ισχυρού υποκινητή (cpc), σε συνδυασμό με τη χρήση της cpcB υπομονάδας ως αλληλουχίας οδηγό της PHLS φάνηκε να μην επάγει την έκφραση της σε υψηλότερα επίπεδα, όταν απουσιάζουν γονίδια του cpc οπερονίου. Επιπλέον, παρόλο που η σύντηξη της PHLS με την cpcB υπομονάδα της φυκοκυανίνης οδήγησε σε επιτυχή παραγωγή του β-φελλανδρενίου στα μεταλλαγμένα στελέχη, η συγχώνευση της με την υπομονάδα cpcA της φυκοκυανίνης οδήγησε σε παραγωγή μείγματος ισομερών τερπενοειδών (δ-3-καρένιο, καμφένιο και α-πινένιο). Σε δεύτερη φάση διαφοροποιήθηκαν οι συνθήκες ανάπτυξης των μεταλλαγμένων στελεχών Synechocystis. Οι συνθήκες που δοκιμάστηκαν ήταν η καλλιέργεια των κυττάρων σε θρεπτικό μέσο με υψηλότερη αλκαλικότητα και αλατότητα σε σχέση με τις συνήθεις συνθήκες ανάπτυξης, όπως επίσης η υψηλότερη συγκέντρωση CO2 και φωτονιακή ακτινοβολία. Από τα αποτελέσματα προέκυψε πως η ικανότητα των μεταλλαγμένων στελεχών να παράγουν β-φελλανδρένιο δεν παρεμποδίστηκε από την υψηλότερη αλκαλικότητα και αλατότητα του θρεπτικού μέσου. Τα συμπεράσματα αυτά αποτελούν σημαντικά ευρήματα για την περαιτέρω βιοτεχνολογική εκμετάλλευση μεταλλαγμένων στελεχών Synechocystis για την παραγωγή προϊόντων υψηλής εμπορικής αξίας. Ενδιαφέρον 27 εύρημα της διατριβής ήταν ότι στις συνθήκες που παρατηρήθηκε υψηλότερη παραγωγή κυτταρικής βιομάζας, δεν οδήγησε απαραίτητα σε αύξηση της παραγωγής του β-φελλανδρενίου. Ακινητοποιημένα κύτταρα Synechocystis σε σφαιρίδια αλγινικού ασβεστίου ήταν σε θέση να παράγουν β-φελλανδρένιο σε σημαντικά μεγαλύτερες ποσότητες, συγκριτικά με τα ελεύθερα κύτταρα, παραμένοντας μεταβολικά ενεργά για το χρονικό διάστημα των δώδεκα ημερών που μελετήθηκε. Τα συστήματα αυτά δίνουν μία προοπτική για μελλοντική εφαρμογή τους σε μεγαλύτερης κλίμακας βιοαντιδραστήρες. Βασικό συμπέρασμα της παρούσας διατριβής είναι πως μέσω της γενετικής και μεταβολικής μηχανικής, τα κυανοβακτήρια Synechocystis καθίστανται ικανά να παράγουν ένα προϊόν με υψηλή ζήτηση και κόστος στη βιομηχανία έχοντας ως πρώτες ύλες μόνο φως, νερό και διοξείδιο του άνθρακα. Το β-φελλανδρένιο αποτελεί απλά ένα παράδειγμα μονοτερπενίου και η ετερόλογη παραγωγή του ανοίγει νέες προοπτικές για την παραγωγή συγγενικών δομικά τερπενοειδών μορίων με πολλαπλές χρήσεις. Η ευελιξία των μικροοργανισμών αυτών να προσαρμόζονται στις εκάστοτε συνθήκες ανάπτυξης, χωρίς πολλές φορές να επηρεάζεται η ικανότητα τους να παράγουν β-φελλανδρένιο προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα όσον αφορά την εκμετάλλευση τους σε βιομηχανική κλίμακα. Οι προσεγγίσεις που παρουσιάστηκαν στην παρούσα διατριβή, αποτελούν ανανεώσιμες, φιλικές προς το περιβάλλον και οικονομικά βιώσιμες εναλλακτικές για τη μαζική παραγωγή οργανικών μορίων υψηλής βιομηχανικής αξίας.
Φυσική περιγραφή 269 σ. : πίν., σχήμ., εικ. ; 30 εκ.
Γλώσσα Ελληνικά
Θέμα Biofuels
Cyanobacteria
Fusion proteins
Geranyl diphosphate synthase (GPPS)
Metabolic engineering
Phellandrene synthase (PHLS)
Photosynthesis
Synechocystis
cpc operon
cpc οπερόνιο
Βιοκαύσιμα
Κυανοβακτήρια
Μεταβολική μηχανική
Πρωτεΐνες σύντηξης
Συνθάση του πυροφωσφορικού γερανυλίου (GPPS)
Συνθάση του φελλανδρενίου (PHLS)
Τερπενοειδή
Φωτοσύνθεση
β-phellandrene
β-φελλανδρένιο
Ημερομηνία έκδοσης 2019-11-08
Συλλογή   Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Διδακτορικές διατριβές
  Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
Μόνιμη Σύνδεση https://elocus.lib.uoc.gr//dlib/9/2/8/metadata-dlib-1573816893-811448-31810.tkl Bookmark and Share
Εμφανίσεις 8

Ψηφιακά τεκμήρια
No preview available

Δεν έχετε δικαιώματα για να δείτε το έγγραφο.
Δεν θα είναι διαθέσιμο έως: 2022-11-08