Fyziologický ústav AV ČR - Exprese průmyslově zajímavých proteinů v kvasinkách

Kvasinky mají hojné využití v nejrůznějších průmyslových oblastech, od klasické fermentace při produkci alkoholu či kynutí těsta, až po produkci vitamínů, vakcín a dalších látek. Existence celé řady nástrojů molekulární biologie umožňuje vnést do kvasinek geny kódující z hlediska průmyslu zajímavé proteiny a využít takto upravené kvasinky v biotechnologických procesech.

Naší snahou je připravit kvasinky produkující lakasy – proteiny s enzymovou aktivitou se širokým průmyslovým a biotechnologickým uplatněním. Jsou používány v potravinářském, papírenském a textilním průmyslu, ale i pro bioremediační účely.

Lakasy patří do skupiny oxidas (EC 1.10.3.2: p-difenol:dioxygen oxidoreduktasa) a katalyzují redukci kyslíku na vodu za současné oxidace substrátu. Měď, lokalizována v aktivním centru enzymu, hraje důležitou roli při katalyzované reakci. Enzymová aktivita lakasy se stanovuje spektrofotometricky, např. reakcí se substrátem ABTS (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonová kyselina)), jehož oxidací vzniká zelený produkt.

Kvasinky S. cerevisiae exprimující gen lakasy vytváří z ABTS (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonová kyselina)) zelený produkt.

Lakasy se v přírodě hojně vyskytují v rostlinách, houbách, hmyzu i v některých prokaryotech. Lakasy izolované z přírodních zdrojů však nejsou vhodné pro průmyslovou velkovýrobu kvůli nízkým výtěžkům a vysokým nákladům. Tyto potíže lze překonat produkcí lakas pomocí průmyslově vhodných mikroorganismů, jako jsou právě kvasinky. Do buněk kvasinek je nejprve vnesen gen kódující enzym lakasu a kvasinky pak podle tohoto genu lakasu samy produkují (Antosova at al., 2016).

Na našem oddělení se zaměřujeme na produkci rekombinantních lakas z různých vláknitých hub v kvasinkách, které mohou být použity pro dekolorizace řady syntetických barev, jež často znečišťují odpadní vody produkované textilními továrnami.


Řada syntetických barviv, která jsou častokrát i toxická a karcinogenní, je přítomna v odpadních vodách z textilních továren a znečišťuje životní prostředí.		Lakasy mají schopnost odbarvovat řadu syntetických barev, jako je např. Coomassie Brilliant Blue (CB), Bromfenolová modř (BB), Saturnová modř (SB), Methylčerveň (MR), Tecofix červeň (TR). V tomto případě byla použita komerční lakasa z Trametes versicolor.