Karaktärisering av tropiska svampar och deras enzymer - Andersson, John; Blell, Josefin; Blomstrand, Edvin; Hartvigsson, Olle; Törnkvist, Hanna; Westling, Alvina (My University, 2016)
Dagens samhälle är i behov av alternativa energikällor som ersättning till fossila bränslen på grund av de rådande miljöproblemen. Ett alternativ för att delvis ersätta fossila bränslen kan vara omvandling av växtbiomassa till produkter som kan användas som drivmedel. Ett effektivt sätt att omvandla växtbiomassa är användning av enzymer, vilka återfinns hos organismer som livnär sig på växtbiomassa. I detta kandidatarbete, på Chalmers tekniska högskola i Göteborg, har sex svampar med relativt okända egenskaper från Vietnam studerats. Detta för att undersöka vilka olika komponenter av växtbiomassa dessa kan bryta ner med hjälp av deras enzymer. Genom att odla svamparna på utvalda substrat, inbundna i en fast agargel, kunde tillväxten studeras genom deras utbredning, utseende och tillväxthastighet. Därefter odlades svamparna i vätskekulturer och de utsöndrade proteinerna, inklusive enzymer, extraherades och undersöktes därefter med hjälp av Bradfordanalys och enzymatiska analyser (pNP och DNS). Från ett urval av tio olika svampstammar från sex olika svamparter, valdes en av varje art ut efter visuella olikheter och arbetets tidsbegränsning. Studiens syfte var att undersöka deras tillväxt och proteinutsöndring på sju olika substrat. Samt enzymernas förmåga att bryta ner substraten. I denna studie benämndes de utvalda svampstammar 5.2, 5.71, 6.2, 10.42, 10.5 och 10.6 och substraten som undersöktes var glukos, xylos, xylan, vetekli, risstrå, cellulosa och lignin. God tillväxt kunde generellt ses på glukos, xylos, xylan, vetekli och risstrå på de fasta odlingarna. Ingen tillväxt observerades på lignin eller cellulosa, förutom för 6.2 på cellulosa. Därför undersöktes inte längre lignin medan cellulosa endast undersöktes för 6.2. Inte heller 5.2 undersöktes ytterligare då den endast visat tillväxt på vetekli. Av de svampar som vidare odlades i vätska visade samtliga tillväxt. Från proteinkoncentrationsmätning på extraherade enzymlösningar från vätskeodlingarna kunde det ses att 10.6 utsöndrade mest proteiner. Däremot hade 6.2 som växt på cellulosa jämförelsevis låg koncentration av proteiner. Generellt kunde det observeras att de svampar som växt på polysackarider, med undantag för cellulosa, påvisade en markant högre proteinkoncentration jämfört med de som växt på monosackarider. pNP-analys visade att samtliga proteinblandningar tagna från glukos- och xylosvätskekulturerna hade högre specifik enzymaktivitet vid nedbrytning av glukos och xylos. Svampstam 10.5 utmärkte sig med generellt högst specifik enzymaktivitet vid nedbrytning av såväl glukos som xylos. Från DNS-analys, som visade hur bra enzymerna var på att bryta polysackaridkedjor, kunde inte några entydiga slutsatser dras eftersom att inga jämförbara duplikat erhölls men 10.42 hade generellt hög specifik enzymaktivitet. I enlighet med resultaten från denna studie kan fortsatt forskning på svampstammarna 10.42 och 10.5 vara aktuellt. Detta för att få fram enzymer som skulle kunna användas för att effektiv omvandla växtbiomassa till mindre beståndsdelar vid högre temperaturer. Dessa skulle sedan kunna användas för att producera biobränsle.
Keywords: Energi; Livsvetenskaper; Geovetenskap och miljövetenskap; Industriell bioteknik; Biomaterial; Biokatalys och enzymteknik; Energy; Life Science; Earth and Related Environmental Sciences; Industrial Biotechnology; Bio Materials; Biocatalysis and Enzyme Technology