Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the feasibility of using biopolymers of different viscosities as immobilization carriers for laccase in synthetic dye removal

Białowąs Małgorzata, Kończak Beata, Chałupnik Stanisław, Kalka Joanna

Archives of Environmental Protection

|

2024

|

Vol. 50, no 1

19--34

EN

The main aim of the study was to assess the feasibility of using biopolymers of different viscosities (high, medium and low viscosity) as immobilization carriers for laccase in synthetic dye removal. The following dye solutions were decolorized: indigo carmine (IC, anionic dye), methylene blue (MB, cationic dye), and their mixture in a molar mass ratio MB/IC=0.69, using biopolymers of different viscosities as laccase immobilization carriers. Toxicity tests were also carried out to assess the toxicity of the post-decolorization samples. Decolorization tests showed that the main decolorization mechanism depends on the dye class. The removal of IC (max. total removal efficiency 72.15%) was mainly by biocatalysis. The mechanism of the MB decolorization process was mainly by sorption on alginate beads, and the efficiency of enzymatic removal was low. However, the highest efficiency of MB decolorization (45.80%) was obtained for beads prepared using the high viscosity alginate when decolorization occurred by both sorption and biocatalysis. The results of mixture decolorization tests differ from the results obtained for single dyes. The results showed differences in the efficiency of the dye sorption process depending on the alginate used for immobilization. Moreover, the varying mechanisms of dye removal from the dye mixture were confirmed by toxicity tests. The occurrence of both biocatalysis and sorption promotes reduced toxicity.

PL

Głównym celem badań była ocena możliwości zastosowania biopolimerów o różnej lepkości (wysoka, średnia i niska lepkość) jako nośników do immobilizacji lakazy w celu usuwania barwników syntetycznych. Dekoloryzacji poddano następujące barwniki: indygo karmin (IC, barwnik anionowy), błękit metylenowy (MB, barwnik kationowy) i ich mieszaninę w stosunku molowym MB/IC=0.69, przy użyciu biopolimerów o różnej lepkości jako nośników do immobilizacji lakazy. W celu oceny toksyczności próbek poprocesowych przeprowadzono również testy toksyczności. Wyniki testów wykazały, że główny mechanizm dekoloryzacji zależy od klasy barwnika. Usunięcie IC (max. całkowita efektywność 72.15%) nastąpiło głównie na drodze biokatalizy. Dekoloryzacja MB następowała głównie poprzez sorpcję na kapsułkach alginianowych, a efektywność usuwania enzymatycznego była niska. Jednak najwyższą efektywność dekoloryzacji MB (45.80%) uzyskano przy użyciu alginianu o wysokiej lepkości, gdzie dekoloryzacja zachodziła zarówno na drodze biokatalizy jak i sorpcji. Wyniki testów odbarwiania mieszaniny różnią się od wyników uzyskanych dla pojedynczych barwników. Uzyskane wyniki wykazały różnice w efektywności procesu sorpcji barwnika w zależności od użytego do immobilizacji alginianu. Ponadto odmienne mechanizmy usuwania barwnika z ich mieszaniny zostały potwierdzone testami toksyczności. Występowanie zarówno biokatalizy jak i sorpcji sprzyja redukcji toksyczności próbek poprocesowych.

2

Comment On Energy-Efficient Alternative for Different Types of Traditional Soil Binders

Jangde Himanshu, Khan Farhan

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2023

|

Vol. 45, nr 1

72--87

EN

Due to urban sprawl, the demand for land has increased for the purpose of construction. It is unlikely that soil available at different construction sites will be suitable for designed structures. For improving the load-bearing capacity of the soil, different soil binders are used, which are present in distinct states. In this review, the authors have collected details about various binders, which are generally used in the soil stabilization, and their effect as a binding agent on the soil. In this article, the authors tried to review different traditional binders. After studying various research articles, the authors found that lime, ground-granulated blast slag (GGBS) polypropylene, polyurethane grouting, and asphalt mix are frequently used binders. However, the authors also gathered information about the negative environmental impact of these traditional soil binders, which led to the need for alternatives to these commonly used soil binders. To diminish this issue, different alternate hydraulic and non-hydraulic binders are discussed. The authors found alternatives to cement and lime with the alkali-activated material consisting of Na2O and silica modulus and belite-calcium sulfoaluminate ferrite, which is also known as "Aether™." According to the research, both alternatives emit 20–30% less CO2 into the environment and also improve the compressive strength of the soil. The various studies promotes bitumen modification. Incorporating 20-mesh crumb rubber and bio-oil into the bitumen reduces its viscosity and improves its fatigue value. When waste oil is mixed with asphalt, it revitalizes the bitumen, improves fatigue resistance, and increases compressive strength. The soil particles treated by Eko soil are held together by enzymes, which give them the same strength as cement. Apart from that, low-carbon binders such as basic oxygen furnace slag, bamboo fiber, enzyme-based soil treatment, zebu manure for stabilization, and lignin-contained biofuels and coproducts are discussed. Replacing these traditional binders helps with energy savings. All waste products are recycled, and energy is saved by not manufacturing traditional binders. Additionally, energy is saved, which is required to avoid the detrimental effects of these conventional binders, making them energy-efficient alternate binders. The authors also summarize the methods used, impacts, and changes that occur in soil properties after using substitutes in place of traditional binders. From the review, the authors determined that different binders have various properties in terms of chemical and physical compositions, and they show different variations in terms of strength when added to soil with low bearing capacity or poor stability.

3

Bioethanol Production from Chlorella Pyrenoidosa by Using Enzymatic Hydrolysis and Fermentation Method

Yerizam Muhammad, Jannah Asyeni Miftahul, Aprianti Nabila

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 1

34--40

EN

Starch can be found in microalgae, the raw material for the third generation of bioethanol production. One of them is C. pyrenoidosa. This study was conducted to analyze the effect of α-amylase enzyme concentration on the glucose contents produced and the effects of fermentation time on bioethanol contents produced. The hydrolysis process of this study was conducted using an α-amylase enzyme produced by A. niger. Several analyses in this research were carried out, including the analysis of enzyme activity using the Fuwa method, the analysis of glucose levels from enzymatic hydrolysis using the DNS method, and the analysis of bioethanol contents using the density method and GC-MS. The highest glucose content was 0.67 mg/mL, which was obtained from the addition of 40% (v/w) α-amylase enzyme, and the yield of bioethanol content from the sample treated 40% (v/w) α-amylase enzyme and fermented for 9 days was the optimum, which produced 28.07% of bioethanol content.

4

Effects of plastic film mulching on soil nematodes and soil quality at different growth stages of maize planted in semiarid areas of China

Li Bing, Wang Yongcui, Li Xiaolan, Liu Bing

Polish Journal of Ecology

|

2022

|

Vol. 70, nr 2-3

103--116

EN

Plastic mulching is considered as a simple, yet effective land management measure to modify microclimate in semi-arid areas. However, the influence of plastic mulching on local soil nematodes and soil quality needs to be investigated more deeply. To fill the knowledge gap, we compared the characteristics of soil nematode communities (density, trophic structure), soil enzyme activities, soil physicochemical properties, and their relationships between maize fields cultivated with use of plastic film mulching and no film mulching, under the same land conditions in Chifeng region, Inner Mongolia. The results showed that the total number of nematodes in most of the film mulched (FM) fields was lower than in no film mulched (nFM) fields. Most of soil chemical properties showed no significant difference between nFM samples and FM samples. Only 0–10 cm soil layer in nFM samples had significantly higher urease activity than in FM samples in June. Plastic film mulching may have an adverse effect on soil quality. Thus, the correct and effective use of plastic film mulch is one of the important measures for future agricultural development in semiarid areas.

5

A Promising Way to Dispose of Fatty Waste by Hydrolysis and Study of the Conditions for Immobilization of Rhizopus Japonicus Lipase on Carriers

Skliar Viktoriia, Krusir Galina, Shunko Hanna, Zakharchuk Valentyna, Malovanyy Myroslav

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 2

201--208

EN

The hydrogenation process in oil and fat production is accompanied by the formation of a large amount of waste, the majority of which includes spent catalysts and spent sorbents. The bioconversion of lipids through the use of immobilized enzyme preparations expands the possibilities and is one of the most powerful resource potentials of environmental biotechnology. The adsorption methods are most effective, which is due to the ease of the binding process, the low cost of the carrier and the absence of toxic substances. Immobilization of adsorption provides a large surface area, which is important for the lipolytic enzymes performing catalysis at the interface. In most cases, adsorption slightly reduces the activity of lipases and, which is extremely important, does not affect their specificity. It was shown that the use of activated carbon with a grain size of 2.0–2.8 as a carrier for immobilization of lipase, leads to maximum preservation of the initial lipolytic activity. The weight ratio of carrier/ enzyme, optimal in terms of preservation of lipolytic activity, was 1 g of biopolymer carrier per 500 mg of lipase (1: 0.5) with preservation of 36.33% of the initial activity of the native enzyme. From the obtained experimental data, it follows that the rational conditions for the immobilization of Rhizopus japonicus is GM 1.5, temperature 25°С, duration of immobilization 15 minutes, the size of particles of activated carbon as a matrix is 2.0–2.8 mm. The lipolytic activity of the enzyme immobilized under these conditions is preserved by more than 30% compared with the native one, which is a high indicator of the preservation of activity.

6

Change in hydrolytic enzyme efficiency over time

Szadkowska Dominika

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

|

2020

|

No. 112

79--84

EN

Change in hydrolytic enzyme efficiency over time. The purpose of this study was to determine the action of hydrolytic enzymes (by Dyadic Cellulase CP CONC, and the Dyadic Xylanase 2 XP CONC) over time. Chromatographic analysis of holocellulose samples subjected to enzymatic hydrolysis was performed. The following hydrolysis parameters were used: time 48h, temperature 45 ⁰C, acetate buffer pH 5.4, commercial enzymes Dyadic. Holocellulose extracted by the sodium chlorite method from white poplar wood (Populus alba L.) was used. The final yield of enzymatic hydrolysis was determined. The results of hydrolysis performed at intervals were compared. The results obtained show that the hydrolysis yield of holocellulose after five months decreased by 40 p.p. for glucose yield and by 25 p.p. for xylose yield. The yield for glucose after two and a half years decreases by 68 p.p. and 62 p.p. for xylose compared to the initial yield.

PL

Zmiana wydajności enzymów hydrolitycznych w czasie Celem pracy było określenie działania enzymów hydrolitycznych w czasie. Przeprowadzono analizę chromatograficzną próbek holocelulozy poddanych hydrolizie enzymatycznej. Zastosowano następujące parametry hydrolizy: czas 48h, temperatura 45 ⁰C, bufor octanowy pH 5,4, enzymy komercyjne Dyadic. Zastosowano holocelulozę pozyskaną metodą chlorynu sodowego z drewna topoli bialej (Populs alba L.). Określono końcową wydajność hydrolizy enzymatycznej. Porównano wyniki hydrolizy przeprowadzonej w odstępach czasu. Uzyskane wyniki wskazują, że wydajność hydrolizy holocelulozy po pięciu miesiącach zmniejszyła się o 40 p.p. dla wydajności glukozy i o 25 p.p. dla wydajności ksylozy. Wydajność glukozy po dwóch i pół roku obniża się o 68 p.p., a ksylozy o 62 p.p. w stosunku do wydajności początkowej.

7

Nowe trendy w regeneracji lipaz ®

Kowalska M., Jagiełło O.

Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego

|

2018

|

nr 2

85--89

PL

Możliwość przeprowadzania przez enzymy reakcji biotransformacji, spowodowała wprowadzenie ich jako katalizatorów wielu procesów syntezy, w takich obszarach życia jak: przemysł spożywczy, kosmetyczny, farmaceutyczny czy ogólnie chemiczny. Pomimo szeregu zalet, które są przedstawione w poniższym artykule, ciągle istnieje blokada stosowania lipaz w użyciu powszechnym, a mianowicie wysoka cena. Ze względu na nią lipazy stosowane są tylko dla specjalnych potrzeb i zadań. Aby rozwiązać problem wysokiego kosztu enzymów należy doskonalić metody ich odzysku i regeneracji oraz późniejszego zawrócenia do procesu. Celem artykułu jest przedstawienie możliwych sposobów odzysku, oczyszczenia oraz ponownego użycia zregenerowanego enzymu.

EN

The possibility of biotransformation reactions carried out by the enzymes caused their introduction as catalysts of many synthetic processes in such areas of life as food, cosmetic, pharmaceutical or general chemical industry. Despite of the many advantages that are presented in the following article, there is still a limitation in the use of lipases in a general application. It is a high price. Due to it, lipases are used only for special needs and tasks. To solve the problem of high cost of enzymes, methods for their recovery and regeneration and subsequent return to the process should be improved. The aim of the article is to present the possible ways of recovery, purification and reuse of the regenerated enzyme.

8

Application of Daftardar-Gejiji and Jafari method to kinetic analysis of thermal inactivation of Jack bean urease

Sobamowo G., Adeleye O.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2018

|

Vol. 17, nr 2

65--76

EN

Jack bean urease has been used as a good catalyst for hydrolysis of urea in various applications such as biotechnology and biomedical engineering. The wide range of applications require proper understanding of the thermal inactivation of the enzyme. Consequently, the theoretical analysis of the enzyme kinetic of the thermal inactivation is required. In this paper, a new iterative method proposed by Daftardar-Gejiji and the Jafari method is applied to analyse the kinetic of thermal inactivation of jack bean urease (EC3.5.1.5). The kinetics of the urease consist of three-reaction steps and included the Arrhenius equation for temperature-dependent rate constants as well as the temperature change in the initial heating period. The approximate analytical solutions are verified with results of numerical method using Runge-Kutta with the shooting method, and good agreements are established between the results of the methods. From the analytical investigation, it is established that the molar concentration of the native enzyme decreases as the time increases while the molar concentration of the denatured enzyme increases as the time increases. The time taken to reach the maximum value of the molar concentration of the native enzyme is the same as the time taken to reach the minimum value of the molar concentration of the denature enzyme. It is hoped that the information given in this theoretical investigation will assist in the kinetic analysis of thermal inactivation of the experimental results over handling rate constants and molar concentrations.

9

Assessment of the possibility of enzymatic decomposition of cellulose blockers

Turkiewicz A., Kapusta P.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2018

|

Vol. 35, no. 1

41--48

EN

The article discusses two series of the biodegradation tests of organic blockers used in drilling mud technology. Degradation process of the selected cellulose blockers in terms of quality was assessed by the colorimetric method. In all test solutions these tests revealed the presence of free glucose which is the final product of degradation of modified cellulose from which blockers were made. The beginning of the degradation process was noted already after 48 hours of the impact of enzymatic preparations on samples of blockers. The progress of the degradation process after 30 and 40 days of incubation was assessed by gravimetric method by draining sludge and marking blocker dry matter after enzymatic impact, comparing the sludge matter in samples with the specified enzyme to control samples without the addition of the enzyme. The research described in the work may be useful in the oil industry as they contain data (from laboratory-scale tests) on potential treatments with the use of enzymatic preparations. Detailed data on the degree of degradation of individual enzymatic preparations is included in the tables.

10

Enzymatic treatment replacing plasma

Rischka K., Brinkmann A., Corrales Y. R., Eisenschmidt A., Wilhelm M., Savkovic V., Szardenings M.

Farby i Lakiery

|

2016

|

nr 1

11--14

EN

Most polymer materials possess hydrophobic surfaces. Further treatments of such hydrophobic surfaces by coating, painting or gluing require a selective surface activation of the starting materials.So far industrial surfaces are activated by electrical pretreatment. Typical procedures are the corona and low pressure plasma treatment. Additionally, chemical processes like pickling with chromo sulfuric acid or other aggressive chemicals are used. Besides a liquid treatment, hazardous gases like ozone or fluorine are applied. Fraunhofer Institutes IFAM and IZI have now developed an enzymatic alternative for a gentle surface activation. We apply an enzyme not yet recognized for this ability.

11

Automated membrane reactors for the early process development of enzyme promoted bioconversion

Sitanggang A. B., Drews A., Kraume M.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 1-M

205--212

EN

In general, there is always a trade-off between the information output and the process throughput. The automation of micro- to small-scale bioreactors is considered necessary as this can facilitate a straightforward bioprocess development to reach its commercial success. A small-scale, dead-end enzymatic membrane reactor system has been realised. Reactor system was tested for the continuous transgalactosylation of lactulose using commercial β-galactosidase.

PL

Zawsze mamy do czynienia z kompromisem pomiędzy informacją wyjściową a przepustowością procesu. Jeżeli skala maleje, dostępne jest mniej informacji z powodu zmniejszonego monitorowania i kontroli. Automatyzacja mikro- do mini- bioreaktorów jest konieczna aby osiągnąć sukces komercyjny. Zbudowano reaktor membranowy w skali mini, w którym badano ciągłą transgalaktozylację laktulozy z użyciem komercyjnej beta-galaktozydazy.

12

Gold Nanoparticles Like A Matrix For Covalent Immobilization Of Cholesterol Oxidase – Application For Biosensing

Wojnarowska R., Polit J., Broda D., Gonchar M., Sheregii E. M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2289--2296

EN

Gold nanoparticles are emerging as promising agents for various areas of material science as well as nanotechnology, electronics and medicine. The interest in this material is provided due to its unique optical, electronic and molecular-recognition properties. This paper presents results of preparation, characterization and biofunctionalization of gold nanoparticles. Nanoparticles have been conjugated with the cholesterol oxidase enzyme in order to prepare the active element for biosensors. Cholesterol oxidase is one of the most important analytical enzyme, used for cholesterol assay in clinical diagnostics, and there is still a necessity in improvement of existing analytical techniques, including bio-nanotechnological approaches based on modern nanosystems. The prepared bio-nanosystem was characterized by the enzyme activity test. Obtained results showed a stable binding of the enzyme with nanoparticles and preserved the bioactivity approves which gives possibility to use the prepared bio-nanosystems for analytical purposes. The Surface Plazmon Resonance and the Surface Enhanced Raman Scattering as specific for nanocurriers effects were observed what enable us to research the oscillation spectra of enzyme. These spectra were compared with ones obtained by IR-spectroscopy. The vibrational lines are attributed to chemical functional groups existing in enzyme, for example, amino acids, amide groups as well as flavin – adenine dinucleotide cholesterol oxidase prosthetic group. By this way the identified spectral lines can be used as a distinguishing mark of enzyme.

PL

Nanocząstki złota zdają się być niezwykle obiecującym materiałem, który z powodzeniem może być wykorzystywany w różnych dziedzin inżynierii materiałowej, nanotechnologii, elektroniki czy medycyny. Zainteresowanie tym materiałem wynika z posiadanych przez niego unikatowych właściwości optycznych, elektronicznych i identyfikacji na poziomie molekularnym. W artykule przedstawiono wyniki prowadzonych badań dotyczących przygotowania, charakterystyki i biofunkcjonalizacji nanocząstek złota. Celem wytwarzania i łączenia nanocząstek złota z enzymem oksydazą cholesterolową było opracowanie aktywnego biologicznie elementu biosensora. Oksydaza cholesterolowa jest jednym z najważniejszych enzymów analitycznych, stosowanych w diagnostyce klinicznej do oznaczenia stężenia cholesterolu. Istnieje potrzeba doskonalenia istniejących metod analitycznych, między innymi poprzez wykorzystanie nowoczesnych nanomateriałów. Przeprowadzono badania aktywności enzymu immobilizowanego, jak również dokonano charakterystyki danego bionanosystemu za pomocą wybranych metod optycznych. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że wiązanie enzymu z nanocząstkami jest stabilne, a aktywność biologiczna została zachowana, co pozwala na przygotowanie bio-nanosystemu do celów analitycznych. Zaobserwowano również wystąpienie dwóch efektów optycznych charakterystycznych w przypadku zastosowania odpowiednich nanonośników: Powierzchniowego Rezonansu Plazmonów oraz Powierzchniowo Wzmocnionego Rozproszenia Ramanowskiego. Uzyskane widma były porównywane z widmami w podczerwieni. Zaobserwowane linie przypisano do charakterystycznych grup funkcyjnych, aminokwasów, wiązań peptydowych, jak również dinukleotydu flawinoadeninowego czyli grupy prostetycznej oksydazy cholesterolowej. Zidentyfikowane linie mogą być wykorzystywane jako marker analityczny dla danego enzymu.

13

Enzymatyczna bioremediacja ksenobiotyków

Marchut-Mikołajczyk O, Kwapisz E, Antczak T

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2013

|

T. 16, nr 1

39--55

PL

Wciąż wzrastające zanieczyszczenie środowiska związane z częstym przedostawaniem się do środowiska toksycznych substancji jest jednym z największych problemów ekologicznych współczesnego świata. Wzrasta więc zainteresowanie nowymi, ekologicznymi technologiami remediacji, niewymagającymi dużych nakładów finansowych, pozwalającymi na całkowite lub częściowe oczyszczenie środowiska. Technologie bioremediacji, wykorzystujące potencjał mikroorganizmów, mogą być z powodzeniem wykorzystywane do usuwania ze środowiska zanieczyszczeń alifatycznymi bądź aromatycznymi związkami pochodzenia naftowego. Jednakże, w przypadku substancji o charakterze ksenobiotyków efektywność mikrobiologicznego rozkładu może ulec ograniczeniu. Wśród czynników biologicznych enzymy posiadają wysoki potencjał do efektywnego przekształcania i detoksykacji zanieczyszczeń i potencjalnie mogą one zostać wykorzystane do oczyszczania zanieczyszczonego środowiska. Celem pracy było przedstawienie, na podstawie literatury, niektórych grup enzymów zdolnych do przekształcania ksenobiotyków w nieszkodliwe związki. Znaczna uwaga została poświęcona enzymom pochodzącym z grzybów białej zgnilizny, charakteryzujących się wysokim potencjałem do efektywnego rozkładu ksenobiotyków. W artykule zestawiono zarówno zalety, jak i wady stosowania enzymów w bioremediacji zanieczyszczonego środowiska, a także perspektywy aplikacji in situ bioremediacji z wykorzystaniem enzymów.

EN

Environmental pollution is growing more and more due to the frequently deliberate release of hazardous, toxic substances into the environment and it has become one of the biggest ecological problems of the world. Therefore, a growing interest is being devoted to develop new, cost-effective and eco-friendly remediation technology capable of partial or total recovery of polluted environment. Bioremediation that uses naturally existing catabolic potential of microorganisms can be efficiently used to clean up certain pollutants such as aliphatic or aromatic hydrocarbons. However, for chemicals exhibiting high xenobiotic character, like polyaromatic hydrocarbons, chlorophenols, dioxines, PCBs, etc., microorganisms can turn out to be ineffective. Among biological agents, enzymes have a great potential to effectively transform and detoxify pollutants and are potentially suitable to restore polluted environments. Moreover, the use of enzymatic proteins may represent a good alternative for overcoming most disadvantages related to the use of microorganisms. They are active in the presence of microbial predators and antagonists, can be used under extreme conditions limiting microbial activity and are effective at low pollutant concentrations. This work will examine the possibility of using enzyme preparations as an element of bioremediation technology. The main terms which must be fulfilled while using this type of technology will be presented. This review will also examine some class of enzymes, mainly oxidoreductases and hydrolases, that are capable of transforming xenobiotics effectively into innocuous products. Particular attention will be devoted to enzymes from white-rot fungi, such as Mn-peroxidase, lignin proxidase and laccase, which have a great potential towards xenobiotic compounds transformation. Also the use of lipase in biodegradation of phtalanes and as an agent for monitoring of bioremediation progress will be discussed. The main advantages as well as disadvantages that are present in the application of enzymes in the bioremediation of polluted environments will be examined in details. The future perspective for the in situ application of enzymatic bioremediation of polluted with xenobiotics environments will be discussed.

14

Polymers sorbents for control of enzyme level

Wasąg A.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2012

|

[R.] 18, nr 3

289-294

EN

This contribution presents researches for medical application of the polymer sorbents based on cellulose (Granocel) and agarose (Sepharose 4B) materials as sorbent affinity columns. The sorbent polymers were provided that interact with proteolytic enzyme to aid the complexation with complementary inhibitor. In this aspects, the method can be used for remove toxin and other molecules e.g. from the blood, but also hydrolysis of complex enzyme-inhibitor allow on application in controlled drug release. The experimental parts include the following activities: modification of sorbents surface, isolation of inhibitor, immobilization, determination of inhibitory activity (Siewinski method) and enzyme concentration (Lowry method). Both of sorbents differed in affinity to cystatin. The ratio between the concentration of the coupling agent and immobilized cystatin was found to be crucial for optimization of binding properties. It was found that cystatin bound to Sepharose 4B to get higher measured activity and bound protein than Granocel. However, both of these carriers were found to be suitable for cystatin immobilization.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące sorbentów polimerowych: agarozowego (Sepharose 4B) i celulozowego (Granocel) nośnika. Zastosowane sorbenty polimerowe pozwalały na swoiste związanie się komplementarnej cząsteczki enzymu z unieruchomionym na powierzchni sorbentu ligandem inhibitora. Zastosowana metoda pozwala na odzyskanie toksyn i innych cząsteczek np. z krwi. A odwracalna hydroliza kompleksu enzym - inhibitor ma potencjalne zastosowanie w kontrolowanym uwalnianiu leków. W części eksperymentalnej przeprowadzono następujące czynności: modyfikacja powierzchni sorbentów, izolacja inhibitora, immobilizacja, określenie aktywności inhibitorowej (metoda Siewińskiego) i stężenia enzymów (metoda Lowry'ego). Sorbenty wykazały różne powinowactwa do cystatyny. Stosunek stężenia środka sprzęgającego i cystatyny immobilizowanej został uznany za kluczowy dla polepszenia właściwości wiążących. Dowiedziono, że cystatyna wiążąc się z Sepharose 4B, lepsze niż Granocel wyniki dla aktywności i ilości przyłączonego białka. Oba nośniki uznano za odpowiednie do immobilizacji cystatyny.

15

Immobilizacja bioreceptorów na podłożach ceramicznych wykonanych technologią LTCC

Malecha K., Remiszewska E., Pijanowska D. G.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 10b

67-70

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące modyfikacji powierzchni struktur testowych wykonanych w technologii niskotemperaturowej ceramiki współwypalanej (LTCC) dla potrzeb immobilizacji bioreceptorów. Modyfikację powierzchni przeprowadzono dla komercyjnie dostępnych ceramik pochodzących od różnych producentów. Powierzchnie ceramik modyfikowano za pomocą aminopropylotrietoksysilanu (APTS) i aldehydu glutarowego. Na podstawie uzyskanych wyników wybrano ceramiki do konstrukcji struktur testowych mikroreaktorów przepływowych z unieruchomioną ureazą do oznaczania mocznika.

EN

In this paper, results on surface modification of the test structures made with low temperature co-fired ceramics (LTCC) technology for enzyme (urease) immobilization. Research was done for various commercial available LTCCs. The method based on APTS (3- aminopropyltriethoxysilane) and glutaraldehyde was used for surface modification. Based on performed experiments the best LTCCs were chosen for fabrication of the enzymatic microreactors for urea determination.

16

Enzymatic reductive amination of p-hydroxy- and phenylpyruvic acids as a method of synthesis of L-tyrosine and L-phenylalanine labelled with deuterium and tritium

Pałka K., Kańska M.

Nukleonika

|

2012

|

Vol. 57, No. 3

383-387

EN

We report the synthesis of isotopomers of L-phenylalanine and L-tyrosine selectively labelled with hydrogen isotopes in the 2-position of the side chain. The deuterium or tritium label was introduced using reductive amination activity of enzyme L-phenylalanine dehydrogenase (EC 1.4.1.20). This way p-phenylpyruvic acid was converted into [2-2H]-, [2-3H]-, and doubly labelled [2-2H/3H]-isotopomers of L-phenylalanine, using deuteriated, tritiated, and mixed (DTO) incubation media, respectively. Similarly, p-hydroxyphenylpyruvic acid was converted into [2-2H]-, [2-3H]-, and [2-2H/3H]-L-tyrosine. Deuterium labelled isotopomers of L-phenylalanine and --tyrosine can be used as markers in the investigation of abnormal metabolism of these amino acids observed in patients with inborn genetic diseases such as phenylketonuria and tyrosinemia.

17

Współczesne zastosowania lizozymu w medycynie, przemyśle i kosmetologii

Bugla-Płoskońska G., Guz-Regner K., Skwara A.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2012

|

nr 5-6

42--45

PL

Lizozym to enzym o masie 14,4 kDa katalizujący hydrolizę wiązań β-1,4-glikozydowych pomiędzy N-acetyloglukozaminą i kwasem N-acetylomuraminowym w mureinie. Lizozym współdziała z białkami układu dopełniacza w bakteriobójczej aktywności surowicy. Enzym ten wykazuje głównie bakteriobójcze działanie wobec bakterii Gram-dodatnich i w mniejszym stopniu wobec bakterii Gram-ujemnych. Lizozym ma zastosowanie w produkcji serów, wina i piwa, jako konserwant – E1105.

EN

Lysozyme, is known to be a 14.4 kDa protein that catalyses the hydrolysis of the β 1,4 linkage between N-acetyloglucosamine and N-acetylmuramic acid in the bacterial cell wall. Lysozyme, widely present in body fluids cooperates with the complement system in the bactericidal action of serum. This enzyme lyses mostly Gram-positive and a few Gram-negative bacteria. It is well known preservative of food – E1105. Lysozyme is often used in cheese, wine and beer production.

18

Mineralizacja enzymatyczna hydrożeli z gumy gellan z wytworzeniem fosforanów wapnia oraz magnezu dla inżynierii tkanki kostnej

Douglas T. E. L., Krawczyk G., Pamuła E., Declercq H. A., Schaubroeck D., Bućko M.M., Balcaen L., Voort P. van der, Vanhaecke F., Cornelissen R., Dubruel P.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

95--98

PL

Zastosowanie hydrożeli jako skafoldów dla inżynierii tkanki kostnej umożliwia integrację substancji bioaktywnej takiej jak enzym fosfataza alkaliczna (ALP), który sprzyja mineralizacji. W niniejszej pracy, hydrożele z gumy gellan (GG) zawierające ALP poddano mineralizacji z wytworzeniem fosforanów wapnia (CaP) i magnezu (MgP) przez inkubację w płynach mineralizujących zawierających glicerofosforan wapniowy (CaGP) i magnezowy (MgGP). Porównano pięć różnych stosunków stężeń CaGP:MgGP, mianowicie 0.1:0, 0.075:0.025, 0.05:0.05, 0.025:0.075 and 0:0.1 (mol dm-3). Tworzenie CaP i MgP potwierdzono za pomocą FTIR, spektroskopii Ramana, SEM, EDS, IC- P-OES, XRD, TGA oraz poprzez wyznaczanie zmian suchej masy. Stwierdzono, że wapń ulega integracji w fazie mineralnej w znacznie większym stopniu niż magnez. Wzrost ilości magnezu spowodował zmiany w morfologii otrzymanej fazy mineralnej. Badania mechaniczne oraz reometryczne wykazały, że moduł Younga oraz składowa rzeczywista modułu reometrycznego hydrożeli ulegających mineralizacji przy stosunków stężeń CaGP:MgGP 0:0.1 były przynajmniej trzy razy większe w porównaniu do wszystkich innych próbek. Obecność MgP w próbkach zmineralizowanych sprzyjała adhezji oraz żywotności komórek osteoblastycznych MC3T3-E1 i nie wpłynęła negatywnie na ich cytozgodność. Wyniki dowodzą, że można indukować mineralizację hydrożeli z gumy gellan za pomocą CaGP oraz MgGP i tym samym wpływać na skład mineralny oraz właściwości mechaniczne kompozytów hydrożelowych-ceramicznych przez zmodyfikowanie stosunków stężeń CaGP:MgGP.

EN

The use of hydrogels as bone tissue engineering (TE) scaffolds enables incorporation of bioactive substances such as the mineralization-promoting enzyme alkaline phosphatase (ALP). In this study, gellan gum (GG) hydrogels containing ALP were mineralized with calcium phosphate (CaP) and magnesium phosphate (MgP) by incubation in mineralization solutions of calcium and magnesium glycerophosphate (CaGP, MgGP). Five different CaGP:MgGP concentration ratios were compared, namely 0.1:0, 0.075:0.025, 0.05:0.05, 0.025:0.075 and 0:0.1 (all values mol dm-3). CaP and MgP formation was confirmed by FTIR, Raman, SEM, EDS, ICP-OES, XRD, TGA and monitoring dry mass percentage changes. Ca was incorporated into mineral to a greater extent than Mg. Incorporation of increasing amounts of Mg into mineral formed led to changes in mineral deposit morphology. Mechanical and rheometric testing revealed that Young's modulus and storage modulus of hydrogels mineralized at a CaGP:MgGP concentration ratios of 0:0.1 were at least three times higher than those of all other samples. The presence of MgP in mineralized samples promoted attachment and vitality of osteoblastic MC3T3-E1 cells and did not negatively impact cytocompatibility. The results prove the principle of enzymatic mineralization with CaP and MgP and adjusting the composition and mechanical properties of hydrogel-ceramic composites by altering the CaGP:MgGP concentration ratio.

19

Composites of polyvinyl alcohol (PVA) hydrogel and calcium and magnesium phosphate formed by enzymatic functionalization

Douglas T. E. L., Piegat A., Schaubroeck D., El Fray M., Dubruel P.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

137--138

EN

In this study, polyvinyl alcohol (PVA) hydrogels designed for osteochondral regeneration were mineralized with calcium phosphate (CaP) and magnesium phosphate (MgP) by incorporation of the enzyme alkaline phosphatase (ALP) and incubation in solutions of 0.1 M calcium or magnesium glycerophosphate (CaGP, MgGP). Hydrogels incubated in water served as controls. Dry mass percentage, i.e. the percentage consisting of polymer and mineral and not water, was markedly higher for samples incubated in CaGP and MgGP and decreased in the order: CaGP>MgGP>water. CaP and MgP formation was confirmed by FTIR. SEM revealed spherical deposits characteristic for apatite in samples incubated in CaGP and plate-like crystals of the magnesium phosphate bobierrite in samples incubated in MgGP, while samples incubated in water were devoid of deposits. Rheometric testing showed that storage modulus of hydrogels incubated in CaGP and MgGP was markedly higher and decreased in the order: CaGP>MgGP>water. The results prove the principle of enzymatic mineralization of PVA with CaP and MgP to improve their suitability for bone regeneration applications.

20

Ability of a Cellobiohydrolase I+II Mixture and Endoglucanase of the Trichoderma reesei Strain to Change Lyocell Fibres

Öztürk H. B., Ehrhardt A., Vu-Manh H, Oksanen T., Široká B, Suurnakki A, Bechtold T.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2011

|

Vol. 19, no. 5 (88)

23--27

EN

Lyocell fibers were treated for 24 h with two different types of cellulase enzymes, endoglucanase (EG) and a mixture of cellobiohydrolases (CBH I+II) from the Trichoderma reesei strain. After treating the fibers with 0.5 and 2 mg/g of EG and 2 mg/g of CBH, the fiber surface was damaged (observed by optical microscope), the fibers became brittle, and hence mechanical properties such as the tensile strength, elongation at break and abrasion resistance decreased. The weight loss (WL) test using 6 % NaOH alone, 4 % urea alone and their mixture showed that the WL of the fibers was not affected by the enzymatic treatments. The moisture regain, degree of polymerisation, crystallinity index, measured by ATR (attenuated total reflectance), and the FTIR of the enzyme treated fibers also did not change.

PL

Włókna lyocell poddano 24 godzinnej obróbce dwoma różnymi rodzajami enzymów celulazy, endoglukonazy (EG) i mieszaniną celobiohydrolazy (CBH I+II) uzyskanych ze szczepu Trichoderma reesei. Po poddaniu włókien działaniu 0.5 i 2 mg/g EG oraz 2 mg/g CBH powierzchnia włókien została uszkodzona, co zaobserwowano mikroskopem optycznym, włókna stały się bardziej kruche a ich mechaniczne właściwości takie jak wytrzymałość na zerwanie i wydłużenie przy zerwaniu zmniejszyły się podobnie jak wytrzymałość na ścieranie. Stwierdzono brak utraty masy przy teście z użyciem 6% NaOH, 4% mocznika i ich mieszaniny. Również nie zmieniły się właściwości wchłaniania wilgoci, stopień polimeryzacji, indeks krystaliczności mierzone za pomocą ATR, jak i widma FTIR włókien potraktowanych enzymami.