Μελέτες αφομοίωσης της γλυκερόλης και ελαιογένεση στο μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica
Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αυξημένο ενδιαφέρον για ελαιογόνους μικροοργανισμούς με στόχο την παραγωγή μικροβιακών ελαίων, τα οποία παρουσιάζουν μεγάλο εμπορικό ενδιαφέρον, μέσω της κατανάλωσης υποστρωμάτων χαμηλής ή/και μηδενικής αξίας. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, μελετήθηκ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13491 |
| id |
nemertes-10889-13491 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Γλυκερόλη Ελαιογένεση Οργανικά οξέα Γλυκόζη Umbelopsis isabellina Yarrowia lipolytica Glycerol Lipogenesis Organic acids Glucose |
| spellingShingle |
Γλυκερόλη Ελαιογένεση Οργανικά οξέα Γλυκόζη Umbelopsis isabellina Yarrowia lipolytica Glycerol Lipogenesis Organic acids Glucose Δρίτσας, Παναγιώτης Μελέτες αφομοίωσης της γλυκερόλης και ελαιογένεση στο μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica |
| description |
Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αυξημένο ενδιαφέρον για ελαιογόνους μικροοργανισμούς με στόχο την παραγωγή μικροβιακών ελαίων, τα οποία παρουσιάζουν μεγάλο εμπορικό ενδιαφέρον, μέσω της κατανάλωσης υποστρωμάτων χαμηλής ή/και μηδενικής αξίας. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, μελετήθηκε η αφομοίωση της γλυκερόλης από το μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica στοχεύοντας στην παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας, κυρίως λιπιδίων.
Σε προηγούμενες έρευνες διαπιστώθηκε ένας πολύπλοκος μηχανισμός ρύθμισης του μεταβολισμού της γλυκόζης και της γλυκερόλης χρησιμοποιουμένων ως συν-υποστρωμάτων του μύκητα U. isabellina. Στην παρούσα εργασία διερευνήθηκε η ενεργότητα ενζύμων-κλειδιών που εμπλέκονται στο μεταβολισμό των ανωτέρω πηγών άνθρακα υπό συνθήκες περιοριστικές σε άζωτο και μαγνήσιο. Η ζύμη Y. lipolytica μελετήθηκε ως προς την ικανότητά της να συνθέτει αποθεματικά υλικά, κυρίως λιπίδια, σε μέσο ανάπτυξης με πηγή άνθρακα και ενέργειας τη γλυκερόλη. Για το σκοπό εφαρμόστηκε μία στρατηγική προσαρμοστικής εργαστηριακής εξέλιξης (ALE) ακολουθούμενη από τεχνητή επιλογή, μέσω του προσδιορισμού του εκκρινόμενου στο μέσο κιτρικού οξέος, του οποίου η παραγωγή είναι ανταγωνιστική της συσσώρευσης λιπιδίων.
Στον μύκητα U. isabellina φαίνεται ότι η παρουσία γλυκόζης στο μέσο της καλλιέργειας καταστέλλει τον καταβολισμό της γλυκερόλης. Η έντονη δραστηριότητα της αλδολάσης σε συνδυασμό με την καταγραφή ενεργότητάς της παρά την εξάντληση της γλυκόζης, υποδεικνύουν την προτίμηση του μύκητα στη γλυκόζη αλλά και την αποδόμηση ενδοκυτταρικών πολυσακχαριτών που λειτουργούν κατασταλτικά στην αφομοίωση της γλυκερόλης. Η κινάση της γλυκερόλης φαίνεται να είναι υπεύθυνη για την αφομοίωση της γλυκερόλης, ενώ η αφυδρογονάση συμμέτοχη στη ρύθμιση του ωσμωτικού στρες ενδοκυτταρικά. Όσον αφορά τη Y. lipolytica, παρατηρήθηκε μία τάση προς το διμορφισμό μετά από 40 γενεές στους κλώνους-παραγωγούς ζωνών μεγάλης διαμέτρου επί στερεοποιημένου μέσου, δηλώνοντας έντονη αναπνευστική δραστηριότητα από μέρους τους, ενώ και οι δύο φαινότυποι (κλώνοι παραγωγοί ζωνών μεγάλης και μικρής διαμέτρου) αύξησαν κατά 1 g/l την παραγωγή τους σε ξηρή βιομάζα. Τέλος, σε συγκριτικές κινητικές ελέγχου που πραγματοποιήθηκαν στις 30 γενεές στους δύο φαινοτύπους διαπιστώθηκε σημαντική διαφορά στο πρότυπο συσσώρευσης ενδοκυτταρικών πολυσακχαριτών, που πιθανόν να εξηγεί και τις διαφορές στις διαμέτρους των παραγόμενων ζωνών. |
| author2 |
Αγγελής, Γεώργιος |
| author_facet |
Αγγελής, Γεώργιος Δρίτσας, Παναγιώτης |
| format |
Thesis |
| author |
Δρίτσας, Παναγιώτης |
| author_sort |
Δρίτσας, Παναγιώτης |
| title |
Μελέτες αφομοίωσης της γλυκερόλης και ελαιογένεση στο μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica |
| title_short |
Μελέτες αφομοίωσης της γλυκερόλης και ελαιογένεση στο μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica |
| title_full |
Μελέτες αφομοίωσης της γλυκερόλης και ελαιογένεση στο μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica |
| title_fullStr |
Μελέτες αφομοίωσης της γλυκερόλης και ελαιογένεση στο μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica |
| title_full_unstemmed |
Μελέτες αφομοίωσης της γλυκερόλης και ελαιογένεση στο μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica |
| title_sort |
μελέτες αφομοίωσης της γλυκερόλης και ελαιογένεση στο μύκητα umbelopsis isabellina και τη ζύμη yarrowia lipolytica |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13491 |
| work_keys_str_mv |
AT dritsaspanagiōtēs meletesaphomoiōsēstēsglykerolēskaielaiogenesēstomykētaumbelopsisisabellinakaitēzymēyarrowialipolytica AT dritsaspanagiōtēs studiesontheassimilationofglycerolandlipogenesisinthefungusumbelopsisisabellinaandtheyeastyarrowialipolytica |
| _version_ |
1771297354411933696 |
| spelling |
nemertes-10889-134912022-09-05T20:24:47Z Μελέτες αφομοίωσης της γλυκερόλης και ελαιογένεση στο μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica Studies on the assimilation of glycerol and lipogenesis in the fungus Umbelopsis isabellina and the yeast Yarrowia lipolytica Δρίτσας, Παναγιώτης Αγγελής, Γεώργιος Γεωργίου, Χρήστος Βαγενάς, Δημήτριος Dritsas, Panagiotis Γλυκερόλη Ελαιογένεση Οργανικά οξέα Γλυκόζη Umbelopsis isabellina Yarrowia lipolytica Glycerol Lipogenesis Organic acids Glucose Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αυξημένο ενδιαφέρον για ελαιογόνους μικροοργανισμούς με στόχο την παραγωγή μικροβιακών ελαίων, τα οποία παρουσιάζουν μεγάλο εμπορικό ενδιαφέρον, μέσω της κατανάλωσης υποστρωμάτων χαμηλής ή/και μηδενικής αξίας. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, μελετήθηκε η αφομοίωση της γλυκερόλης από το μύκητα Umbelopsis isabellina και τη ζύμη Yarrowia lipolytica στοχεύοντας στην παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας, κυρίως λιπιδίων. Σε προηγούμενες έρευνες διαπιστώθηκε ένας πολύπλοκος μηχανισμός ρύθμισης του μεταβολισμού της γλυκόζης και της γλυκερόλης χρησιμοποιουμένων ως συν-υποστρωμάτων του μύκητα U. isabellina. Στην παρούσα εργασία διερευνήθηκε η ενεργότητα ενζύμων-κλειδιών που εμπλέκονται στο μεταβολισμό των ανωτέρω πηγών άνθρακα υπό συνθήκες περιοριστικές σε άζωτο και μαγνήσιο. Η ζύμη Y. lipolytica μελετήθηκε ως προς την ικανότητά της να συνθέτει αποθεματικά υλικά, κυρίως λιπίδια, σε μέσο ανάπτυξης με πηγή άνθρακα και ενέργειας τη γλυκερόλη. Για το σκοπό εφαρμόστηκε μία στρατηγική προσαρμοστικής εργαστηριακής εξέλιξης (ALE) ακολουθούμενη από τεχνητή επιλογή, μέσω του προσδιορισμού του εκκρινόμενου στο μέσο κιτρικού οξέος, του οποίου η παραγωγή είναι ανταγωνιστική της συσσώρευσης λιπιδίων. Στον μύκητα U. isabellina φαίνεται ότι η παρουσία γλυκόζης στο μέσο της καλλιέργειας καταστέλλει τον καταβολισμό της γλυκερόλης. Η έντονη δραστηριότητα της αλδολάσης σε συνδυασμό με την καταγραφή ενεργότητάς της παρά την εξάντληση της γλυκόζης, υποδεικνύουν την προτίμηση του μύκητα στη γλυκόζη αλλά και την αποδόμηση ενδοκυτταρικών πολυσακχαριτών που λειτουργούν κατασταλτικά στην αφομοίωση της γλυκερόλης. Η κινάση της γλυκερόλης φαίνεται να είναι υπεύθυνη για την αφομοίωση της γλυκερόλης, ενώ η αφυδρογονάση συμμέτοχη στη ρύθμιση του ωσμωτικού στρες ενδοκυτταρικά. Όσον αφορά τη Y. lipolytica, παρατηρήθηκε μία τάση προς το διμορφισμό μετά από 40 γενεές στους κλώνους-παραγωγούς ζωνών μεγάλης διαμέτρου επί στερεοποιημένου μέσου, δηλώνοντας έντονη αναπνευστική δραστηριότητα από μέρους τους, ενώ και οι δύο φαινότυποι (κλώνοι παραγωγοί ζωνών μεγάλης και μικρής διαμέτρου) αύξησαν κατά 1 g/l την παραγωγή τους σε ξηρή βιομάζα. Τέλος, σε συγκριτικές κινητικές ελέγχου που πραγματοποιήθηκαν στις 30 γενεές στους δύο φαινοτύπους διαπιστώθηκε σημαντική διαφορά στο πρότυπο συσσώρευσης ενδοκυτταρικών πολυσακχαριτών, που πιθανόν να εξηγεί και τις διαφορές στις διαμέτρους των παραγόμενων ζωνών. Over the past few years it is observed an increased interest for oleaginous microorganisms in the perspective to produce microbial oils which are of great commercial interest through the consumption of low or/and zero cost substrates. On this thesis, the glycerol assimilation ability of the fungus Umbelopsis isabellina and the yeast Yarrowia lipolytica were investigated aiming to the production of high-added value products, especially lipids. Previous studies noted a complicated regulation mechanism between glycerol and glucose when U. isabellina grew on blends of them. Therefore, the activity of metabolism’s key-enzymes was investigated, when the fungus was cultivated on blends of these carbon sources, under nitrogen and magnesium limited conditions. The yeast Y. lipolytica was investigated for its ability to accumulate storage materials, mainly lipids, when is cultivated on growth medium with glycerol as carbon and energy source. For this purpose, an Adaptive Laboratory Evolution (ALE) strategy was developed followed by an artificial selection technique, targeting to clones’ selection through the determination of the excreted citric acid on the medium, which’s production is competent to lipids production. It seems that glucose represses glycerol’s catabolism on the fungus U. isabellina. The intense activity of aldolase combined with the recording of aldolase’s activity after glucose exhaustion, indicates the preference of the fungus to glucose as well as the degradation of storage polysaccharides that regulate glycerol’s assimilation negatively. Glycerol kinase seems to be responsible for glycerol consumption while glycerol dehydrogenase participates in the intracellular osmotic stress regulation mechanisms. In respect of Y. lipolytica, a tendency to dimorphism after 40 generations was observed on large-diameter zone producers, affirming the intense respiratory activity, while the two phenotypes (large and small-diameter zone producers) increased their biomass production by 1 g/l. Finally, the comparison of the two phenotypes after 30 generations with completed kinetics showed significant differences concerning polysaccharide accumulation profile, which could probable explain the differences in zones’ diameters between the two phenotypes. 2020-06-22T12:26:26Z 2020-06-22T12:26:26Z 2019-10-11 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13491 gr 6 application/pdf |
