Biotechnológia Mikroorganizmusok - 2.

Az előadások a következő témára: "Biotechnológia Mikroorganizmusok - 2."— Előadás másolata:

1 Biotechnológia Mikroorganizmusok - 2

2 Bacillusok Aerob Endospórás Gram + Változatos környezetben Talaj
Növény Állat Ember

3 Bacillusok Extremofilek Hő pH

4 Bacillus licheniformis
Talajban Alkalofil proteáz Mosószerekben Keratin bontás Bacitracin antibiotikum Főzött ételben is (!)

5 Bacillus thuringiensis
Delta endotoxin Spórában Kristályos fehérje Fajspecifikus Biológiai rovarirtó szúnyog, légy molyok Rezisztens törzsek

6 Bacillus thuringiensis

7 Bacillus anthracis Lépfene kórokozója Emberben atipikus tüdőgyulladás
Spóra a legellenállóbb Pánspermia elmélet Bioterrorizmus

8 Bacillus natto Rizsszalmán érlelt szójabab
Fehérjében, vitaminban gazdag = probiotikum különleges illat tonna/év

9 Bacillus biotechnológia
Szárított, fagyasztott élelmiszereken Fermentált élelmiszereken Gyógyászat Patogének Ciklodextrin

10 Bacillus biotechnológia
Enzimek Proteázok, lipázok Celluláz, amiláz B. subtilis – EtOH gyártáshoz

11 Bacillus biotechnológia
Enzimek Proteázok, lipázok Celluláz, amiláz Heterológ expressziós rendszerek: Gram +

12 Pseudomonasok Aerob Gram – Heterotróf Változatos anyagcsere
Exopoliszacharidok Exoenzimek Poláris flagellum Proton gradiens hajtja Gepárd 25 testhossz/s 110 km/óra Baci: testhossz/s ≈ km/óra

13 Kommunikáció, kapcsolat a külvilággal
Sziderofórok Sejt koncentráció függő változások anyagcsere génexpresszió környezetre reagálás, viselkedés

14 Quorum sensing Térbeli rendezettség Rhamnolipidek
Felületaktív vegyületek Hidrofób szubsztrátok oldatba vitelére jó, pl. olajok

15 Quorum sensing Biolumineszcencia
Speciális szervekben felhalmozott szimbionta baktériumok Világítás, préda csapda

16 Pseudomonas aeruginosa
Alginát poliszaccharid termelő Tüdő O2 felvételét gátolja aerob Gyulladás, folliculitis Biofilmet képez Opportunista patogén: legyengült szervezetekben súlyos

17 Pseudomonas aeruginosa
Állatokat is betegít Piocianin fluoreszkáló festék: diagnosztikus Szénhidrogéneket bont aerob, fakultatív anaerob környezetben

18 Pseudomonas fluorescens
Több flagellum Nagyon változatos anyagcsere Biokontroll faj Fuzárium Növényevő nematódák Mechanizmus nem ismert, de hatékony Bioremediáció

19 Bioremediáció Veszélyes vegyületek Aromás gyűrű Oldalláncok Toluol
Poliaromás szénhidrogének Poliklórozott bifenilek Oldalláncok

20 Pseudomonas syringae “Ice protein” – extracelluláris fehérje
Jégkristály képződést elősegítő góc

21 Pseudomonas syringae Jégkristály kiszúrja a növényi sejteket
P.s. jól megél, növényen léziók

22 Pseudomonas syringae Jégeső elleni küzdelem
Halogén (jodid, bromid) sók P.s. fehérje Gócképző a felhőben is

23 Fototróf baktériumok, algák

24 Fototróf baktériumok, algák

25 Fototróf baktériumok, algák

26 Fototróf baktériumok, algák

27 Fototróf baktériumok, algák
Kedvező környezetben domináns populációk Magas hőmérséklet Extrém pH Extrém tápanyag ellátás

28 Fototróf biotechnológia
Nitrogén fixálás heterociszta Biomassza termelés Bioremediáció

29 Fototróf biotechnológia
Napenergia konverzió Biodiverzitás Megújuló energia termelés Vegyipari alapanyagok, pl. glicerin Bioaktív anyagok: “kék” biotechnológia Karotinok (pl. β-karotin, astaxantin), omega zsírsavak, enzimek

30 Fototróf biotechnológia
Szennyvízkezelés Oldott szerves anyagot felveszi, metabolizálja és elengedi CO2 formában.

31 Streptomyces - sugárgomba
Baktérium, de különböző sejtformákkal Geozmin – földszag Mikorrhiza Endo Ekto

32 Streptomyces - sugárgomba
Másodlagos anyagcsere termékek = bioaktív anyagok pl. streptomicin Heterológ expresszió helyes protein folding

33 Streptomyces - sugárgomba
Mikorrhiza = szimbiotikus együttélés A sugárgomba szénhidrátokat kap Növény a megnövekedett felület miatt több vizet és ásványi sót kap cserébe Orchideák Gabonafélék Eukaliptusz Fenyő

34 Élesztő – Sacharomyces cerevisiae
Eukarióta “Ember rokona” Differenciálódott Sejtciklus Spóra Mindkettő szereti az édességet Alkoholt csinál illetve fogyaszt

35 Élesztő – Sacharomyces cerevisiae
Eukarióta “Ember rokona” Differenciálódott glikolízis a citoplazmában légzés a mitochondriumban zsírnyagcsere a peroxiszómában proteolízis a vacuolumban kromoszómák a nucleusban

36 Élesztő – Sacharomyces cerevisiae
Élesztő lehet haploid vagy diploid Haploid/Diploid sejt – mitozissal szaporodik Diploid sejt stressz alatt meiozissel haploid spórákat gyárt Haploid “mating” “a” és “α” a legegyszerűbb szexuális szaporodási modell “Mating factor” = feromonok Diploid sejt fennmaradhat, mitozissal szaporodhat

37 Élesztő Raktározás Glikogén Trehalóz
Tipikus eukaryota raktározott tápanyag Trehalóz Diszacharid Vízmegkötő – kozmetikumokban Nem nagyon édes édesítőszer Tartósít – nem tudjuk hogyan

38 Élesztő – Sacharomyces cerevisiae
Sejtfal Kitin alapváz + glükánok (1,3 vagy 1,6) Glükoproteinek Mannoproteinek

39 Élesztő – Sacharomyces cerevisiae
Sejtfal Kitin alapváz + glükánok (1,3 vagy 1,6) Glükoproteinek Mannoproteinek

40 Élesztő “budding yeast” “fission yeast” S. cerevisiae
Schizosaccharomyces pombe

41 Élesztő – biotechnológia
Gyógyszeripar Hepatitis-B Interferon Eukaryota – szerű poszttranszlációs modifikációk (glikozilálás, fehérje jelölés)

42 Élesztő – biotechnológia
S. cerevisiae = GRAS Generally regarded as safe Élelmiszeriparnak előnyös Változatos anyagcsere Jól módosítható genom “E. coli of eukaryotic cells” (James Watson)

43 Élesztő – biotechnológia
Anaerob fermentáció fő terméke EtOH Technológiától és alapanyagtól függő termékek

44 Élesztő – biotechnológia
Bioetanol megújuló energiaforrás Alapanyag összetétel fontos Fermentációs paraméterek Hőmérséklet Biomassza összetétel pH, redox potenciál Mikróba konzorcium összetétel Gazdaságosság M.o.-n kérdéses sok esetben

45 Fonalas és kalapos gombák
Eukarióták Heterotróf Szaprofita Parazita Sejtfal: kitin Tartalék tápanyag: glikogén

46 Fonalas és kalapos gombák
Aspergillus niger Aerob, fonalas, Spórás gomba Fekete Citromsav, glükonsav Penész / Penicillium Sokféle Ochratoxin Karcinogén Felhalmozódik

47 Penicillium chrysogenum
Penicillin β – laktám antibiotikum (Fleming et al.) Gram + ellen Sejtfal épülést gátolja

48 Élelmiszeripar Penicillium roqueforti Conidiumok P. camemberti

49 Bioremediáció Trichoderma reesei Celluláz, xilanáz
Biológiai növényvédelem

50 Bioremediáció Phanerochaeta chrysosporium
Lignint, aromásokat, poliaromásokat is bont Illékony anyagok: biofilter

51 Anyarozs Claviceps purpurea Ergot alkaloidok Ergotamin
Keringési és idegrendszeri hatások Salemi boszorkányok

52 Anyarozs LSD – lizerginsav dietilamid Anyarozs alkaloida származék
Szélsőséges, kiszámíthatatlan reakciók “vallatószer”

53 Kalapos gombák Amanita muscaria Agaricus bisporus Légyölő galóca
Hallucinogén muscarin Sámán + vizelete Agaricus bisporus champignon

54 Kalapos gombák “magic mushrooms” Azték kultúrában, de majáknál kevésbé
Koronázás, áldozat Pszilocin ≈ szerotonin

55

56