Aktivnosti aldehid-dehidrogenaza u reakciji oksidacije aldola

završni rad

• Naslov (engleski): Activities of aldehyde dehydrogenases in aldol product oxidation
• Autor: Paula Patrčević
• Mentor: Zvjezdana Findrik Blažević (mentor)
• Član povjerenstva: Zvjezdana Findrik Blažević (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Martina Sudar (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Dajana Kučić Grgić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2019-09-19, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo

Sažetak

U ovom radu provedena je reakcija oksidacije 3-hidroksi-2-metilpropanala u odgovarajuću 3-hidroksi-2-metilpropansku kiselinu. Glavni cilj rada bila je potraga za odgovarajućom aldehid-dehidrogenazom koja najuspješnije može oksidirati produkt aldolne adicije, iz zadanog panela od 25 aldehid-dehidrogenaza. Kako produkt aldolne adicije (ujedno supstrat - 3-hidroksi-2-metilpropanal) nije komercijalno dostupan, bilo ga je potrebno sintetizirati prije provedbe reakcije oksidacije pomoću enzima D-fruktoze-6-fosfat aldolaze (FSA D6Q). Reakcija oksidacije aldola u odgovarajuću karboksilnu kiselinu provodi se pomoću dvaju enzima (aldehid dehidrogenaza i NADH oksidaze) te koenzima NAD+. NADH oksidaza (NOX) je enzim koji prevodi NADH u NAD+, a koristi se za regeneraciju koenzima NAD+ kako bi njegova potrošnja u reaktoru bila minimalna. Aldehid-dehidrogenaza 41 pokazala se kao najuspješniji biokatalizator za istraživanu reakciju oksidacije. Konverzija
3-hidroksi-2-metilpropanala iznosila je 77,33%, a iskorištenje na produktu 66,50%. Odabrani enzim kinetički je karakteriziran spektrofotometrijskom metodom, te su na temelju eksperimentalnih podataka procijenjene vrijednosti kinetičkih konstanti.

Sažetak (engleski)

The oxidation reaction of 3-hydroxy-2-methylpropanal to the corresponding 3-hydroxy-2-methylpropanoic acid was carried out in this work. The main objective of the study was to search for an appropriate aldehyde dehydrogenase that can successfully oxidize the aldol product, from a given panel of 25 aldehyde dehydrogenases. As the product of aldol addition (also substrate - 3-hydroxy-2-methylpropanal) is not commercially available, it had to be synthesized prior to carrying out the oxidation reaction using the D-fructose-6-phosphate aldolase enzyme (FSA D6Q). Oxidation of aldol to the corresponding carboxylic acid is carried out using two enzymes (aldehyde dehydrogenase and NADH oxidase) and coenzyme NAD+. NADH oxidase (NOX) is an enzyme that translates NADH into NAD+, and is used to regenerate NAD+ coenzyme to minimize its consumption in the reactor. Aldehyde dehydrogenase 41 has proven to be the most successful biocatalyst for the oxidation reaction in the study. Conversion of 3-hydroxy-2-methylpropanal was 77,33%, and product yield 66,50%. The selected enzyme was kinetically characterized by a spectrophotometric method, and the values of kinetic constants were estimated based on experimental data.

• Ključne riječi: aldehid-dehidrogenaza; aldolna adicija; oksidacija; enzim; koenzim; biokatalizator
• Ključne riječi (engleski): aldehyde dehydrogenase; aldol addition; oxidation; enzyme; coenzyme; biocatalyst
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:162086
• Projekt: Šifra: 635595; Naziv: Sustainable industrial processes based on a C-C bond-forming enzyme platform; Kratica: CARBAZYMES; Voditelj: Zvjezdana Findrik Blažević; Pravna nadležnost: eu; Financijer: EC; Linija financiranja: H2020
• Studijski program: Naziv: Primijenjena kemija; smjerovi: Kemija u zaštiti okoliša i izvori energije, Specifični materijali i napredne tehnologije, Primijenjena organska kemija; Smjer: Primijenjena organska kemija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: preddiplomski; Akademski / stručni naziv: sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) primijenjene kemije (univ. bacc. appl. chem.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-05-26 10:34:12