Temperature effect on properties of β-galactosidase entrapped in alginate matrix: an experimental research supported by molecular modeling

• Autorzy: Labus K. , Radosiński Ł. , Kuchta B. , Trusek-Hołownia A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ temperatury na właściwości β-galaktozyadazy inkludowanej w matrycy alginianowej: badania eksperymentalne wspomagane molekularnym modelowaniem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The current study was separated into two parts: experimental study of temperature impact on activity and stability of immobilized β-galactosidase and preliminary modeling of changes generated in alginate-Ca2+ matrix with respect to temperature using molecular dynamics approach. On the basis of obtained results it can be stated that combination of experimental research and computer simulations on molecular level provides an additional insight greatly enhancing capabilities to control and optimize the process using immobilized biocatalyst.

PL

Badania składały się z dwu części: eksperymentalnego wyznaczenia wpływu temperatury na właściwości immobilizowanej β-galaktozydazy oraz wstępnego modelowania dynamiki zmian w strukturze matrycy alginian-Ca2+ w zależności od temperatury na poziomie molekularnym. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że takie połączenie badań eksperymentalnych z symulacjami komputerowymi na poziomie cząsteczkowym pozwala na uzyskanie bardziej szczegółowej wiedzy na temat dynamiki układu, co w konsekwencji stwarza możliwość lepszej kontroli i optymalizacji procesu prowadzonego z wykorzystaniem immobilizowanego enzymu.

Słowa kluczowe

EN

β-galactosidase; alginate; immobilization; temperature; molecular dynamics

PL

β-galaktozydaza; alginian; immobilizacja; temperatura; dynamika molekularna

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Inżynieria i Aparatura Chemiczna
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 3
• Strony: 98--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Labus K.

• Group of Bioprocess and Biomedical Engineering, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Technology, Wrocław

autor

Radosiński Ł.

• Group of Bioprocess and Biomedical Engineering, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Technology, Wrocław

autor

Kuchta B.

• Group of Bioprocess and Biomedical Engineering, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Technology, Wrocław

autor

Trusek-Hołownia A.

• Group of Bioprocess and Biomedical Engineering, Faculty of Chemistry, Wrocław University of Technology, Wrocław

Bibliografia

• 1. Avnir D., Braun S., Lev O., Ottolenghi M., 1994. Enzymes and other proteins entrapped in sol-gel materials. Chem.Mater., ,. 1605-1614. DOI: 10.1021/cm00046a008
• 2. Brady D., Jordaan J., 2009. Advances in enzyme immobilization. Biotechnol. Lett., 31, 1639-1650. DOI: 10.1007/sl0529-009-0076-4
• 3. Haider T., Husain Q., 2009. Hydrolysis of milk/whey lactose by galactosidase: A comparative study of stirred batch process and packed bed reactor prepared with calcium alginate entrapped enzyme. Chem. Eng. Proc., 48, 576-580. DOI: 10.1016/j.cep.2008.02.007
• 4. Iyer P.V., Ananthanarayan L., 2008. Enzyme stability and stabilization -aqueous and non-aqueous environment. Process Biochem., 43, 1019-1032. DOI: 10.1016/j.procbio.2008.06.004
• 5. Liangbin L., Yapeng F., Vreeker R., Appelqvist I., 2007. Reexamining the Egg-Box Model in Calcium-Alginate Gels with X-ray Diffraction. Biomacromolecules, 8, 464-468. DOI: 10.1021/bm060550a
• 6. Marioli G., Moraes F.F., Zanin G.M., 2001. Hydrolysis of lactose by β-galactosidase from Kluyveromyces fragilis characterization of the enzyme. Acta Sci., 23, 655-659
• 7. Miłek J., Wójcik M., 2009. Determination of thermal deactivation parameters of enzymes. Inż. Ap. Chem., 48, nr 3, 69-70
• 8. Plazinski W., Drach M., 2013. Calcium-α-l-guluronate complexes: Ca2+ binding modes from DFT-MD simulations. J. Phys. Chem. B, 117, 12105-12112. DOI: 10.1021/jp405638k
• 9. Stewart M.B., Gray S.R., Vasiljevic T., Orbell J.D., 2014. Exploring the molecular basis for the metal-mediated assembly of alginate gels. Carbohydr. Polym., 102, 246-253. DOI: 10.1016/j.carbpol.2013.11.034
• 10. Taqieddin E., Amiji M., 2004. Enzyme immobilization in novel alginatechitosan core-shell microcapsules. Biomaterials, 25, 1937-1945. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2003.08.034
• 11. Vieira D.C., Lima L.N., Mendes A.A., Adriano W.S., Giordano R.C., Giordano R.I.C., Tardioli P.W., 2013. Hydrolysis of lactose in whole milk catalyzed by -galactosidase from Kluyveromyces fragilis immobilized on chitosan-based matrix. Biochem. Eng. J., 81. 54-64. DOI: 10.1016/j.bej.2013.10.007
• 12. Zhou Q.Z.K., Chen X.D., 2001. Effects of temperature and pH on the catalytic activity of the immobilized β-galactosidase from Kluyveromyces lactis. Biochem. Eng. J., 9, 33-40. DOI: 10.1016/S1369-703X(01)00118-8