Ispitivanje aktivnosti analoga sintaza N-acetilneuraminske kiseline na različite šećere

završni rad

• Naslov (engleski): Screening of N-acetylneuraminic acid synthase analogues on different sugars
• Autor: Lora Šoljak
• Mentor: Zvjezdana Findrik Blažević (mentor)
• Član povjerenstva: Zvjezdana Findrik Blažević (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Martina Sudar (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Marija Vuković Domanovac (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije; Zagreb
• Datum i država obrane: 2024-09-17, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Kemijsko inženjerstvo

Sažetak

Enzimi su biokatalizatori koji pokazuju brojne prednosti nad kemijskim katalizatorima. Unatoč tome, enzimi nailaze na ograničenja u industrijskoj primjeni zbog čega se nastoje modificirati i poboljšati tehnikama enzimskog inženjerstva. Jedna od ključnih reakcija za koje se nastoje modificirati enzimi jest sinteza ugljik-ugljik veze. Aldolna kondenzacija najčešća je metoda za sintezu navedene veze, a tu reakciju kataliziraju enzimi zvani aldolaze. Sintaza
N-acetilneuraminske kiseline (NeuS) je aldolaza ovisna o fosfoenolpiruvatu koja katalizira sintezu N-acetilneuraminske kiseline (Neu5Ac). Neu5Ac pripada obitelji sijalinskih kiselina koje imaju raznovrsne funkcije u fiziološkim procesima. U ovom radu ispitivala se aktivnost analoga sintaza N-acetilneuraminske kiseline na šećere L-arabinozu, D-galaktozu, D-laktozu, D-liksozu, D-(+)-manozu i D-(+)-ksilozu kao supstrate. Kao analozi sintaza
N-acetilneuraminske kiseline korišteni su umjetno dobiveni PNH3, PNH6, PNH11 i PNH17 enzimi te NmNeuS enzim iz bakterije Neisseria meningitidis (Nm). Aktivnost tih enzima ispitivana je pomoću početnih reakcijskih brzina praćenjem koncentracija reaktanata i produkata reakcije u vremenu pomoću tekućinske kromatografije visoke djelotvornosti (HPLC), a iz prikupljenih eksperimentalnih podataka izračunate su konverzije supstrata i iskorištenja reakcije. Na temelju prikupljenih rezultata, zaključeno je da PNH3 i PNH6 enzimi imaju veću aktivnost prema heksozama (D-galaktoza, D-(+)-manoza) kao supstratima nego pentozama (L-arabinoza, D-liksoza). U slučaju staničnog ekstrakta NmNeuS je obrnuto. NmNeuS je pokazao najveće vrijednosti konverzije i iskorištenja za sve supstrate. Usporedbom iskorištenja reakcija kataliziranim sa staničnim ekstraktom NmNeuS enzima i s njegovim pročišćenim oblikom, zaključeno je da je pročišćeni enzim specifičniji prema supstratima nego stanični ekstrakt NmNeuS enzima.

Sažetak (engleski)

Enzymes are biocatalysts that exhibit numerous advantages over chemical catalysts. Despite this, enzymes face limitations in industrial applications, which is why efforts are made to modify and improve them using enzyme engineering techniques. One of the key reactions for which enzymes are being modified is the synthesis of carbon-carbon bonds. Aldol condensation is the most common method for the synthesis of these bonds, and this reaction is catalyzed by enzymes called aldolases. N-acetylneuraminic acid synthase (NeuS) is a phosphoenolpyruvate-dependent aldolase that catalyzes the synthesis of N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac). Neu5Ac belongs to the family of sialic acids, which have various functions in physiological processes. In this study, the activity of analogs of N-acetylneuraminic acid synthase was tested on sugars L-arabinose, D-galactose, D-lactose, D-lyxose,
D-(+)-mannose, and D-(+)-xylose as substrates. The analogs of N-acetylneuraminic acid synthase used were the artificially obtained PNH3, PNH6, PNH11 and PNH17 enzymes, as well as the NmNeuS enzyme from the bacterium Neisseria meningitidis (Nm). The activity of these enzymes was tested using initial reaction rates by monitoring the concentrations of reactants and reaction products over time using high-performance liquid chromatography (HPLC), and the substrate conversions and reaction yields were calculated from the collected experimental data. Based on the results obtained, it was concluded that the PNH3 and PNH6 enzymes have greater activity towards hexoses (D-galactose, D-(+)-mannose) as substrates than towards pentoses (L-arabinose, D-lyxose). In the case of the NmNeuS cell extract, the reverse was true. NmNeuS showed the highest values of conversion and yield for all substrates. By comparing the yields of reactions catalyzed by the NmNeuS cell extract enzyme with its purified form, it was concluded that the purified enzyme is more specific towards substrates than the NmNeuS cell extract enzyme.

• Ključne riječi: enzimi; aldolna kondenzacija; aldolaza; enzim PNH; enzim NmNeuS; sijalinska kiselina; N-acetilneuraminska kiselina
• Ključne riječi (engleski): enzymes; aldol condensation; aldolase; PNH enzyme; NmNeuS enzyme; sialic acid; N-acetylneuraminic acid
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:955504
• Projekt: Šifra: 956631 — CC-TOP — H2020-MSCA-ITN-2020; Naziv: C-C Bond Formation Using Top Performing Enzymes; Kratica: C-C Top; Voditelj: Zvjezdana Findrik Blažević; Pravna nadležnost: eu; Financijer: Europska unija; Linija financiranja: Horizon 2020
• Studijski program: Naziv: Primijenjena kemija; smjerovi: Kemija u zaštiti okoliša i izvori energije, Specifični materijali i napredne tehnologije, Primijenjena organska kemija; Smjer: Kemija u zaštiti okoliša i izvori energije; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: prijediplomski; 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: Rad dostupan nakon; Datum isteka embarga: 2026-10-01
• Datum i vrijeme pohrane: 2024-11-15 14:39:22