Engineering and applications of surface displayed tyrosinase on Escherichia coli

Tid: Fr 2019-11-29 kl 14.00

Plats: F3, Lindstedtsvägen 26, Stockholm (English)

Ämnesområde: Bioteknologi

Respondent: David Hörnström , Industriell bioteknologi

Opponent: Joachim José,

Handledare: Professor Antonius J. A. van Maris, Industriell bioteknologi

Abstract

Forskning och utveckling inom bioteknologi har gett det moderna samhället en rad unika biologiska verktyg för att hantera problem inom miljö och folkhälsa. Enzymer är kraftfulla makromolekyler som kan nyttjas inom både miljöteknik och läkemedelsproduktion. Strategier för att presentera proteiner på cellytor kan användas för att utveckla smartare och mer kostnadseffektiva bioprocesser. I denna avhandling utvecklas, optimeras och tillämpas ett system för bakteriellt ytuttryck av enzymet tyrosinas. I den första delen av avhandlingen hanteras metoder för tyrosinas-ytuttryck i Escherichia coli. Studierna visade att man kunde uttrycka ett aktivt yttermembran-förankrat tyrosinas, som kan oxidera aminosyran L-tyrosin till polymeren melanin. För att förbättra det utvecklade uttryckssystemet, med avseende på aktivitet, optimerades de olika komponenterna i expressionsvektorn systematiskt. I slutändan resulterade detta i en E. coli stam med fem gånger högre specifik aktivitet. Den andra delen av avhandlingen är mer fokuserad på att implementera det bakteriella enzymsystemet i miljötekniska situationer. I den etablerade bioprocessen skapades melanintäckta bakterier genom oxidering av L-tyrosin vid cellytan. De melanintäckta bakterierna nyttjades i ett membran-bioreaktorsystem för att, via adsorption, rena vatten från ett läkemedel. En annan applikation som testades var att nyttja tyrosinasytuttryck som en sensor mot utvalda toxiner och bekämpningsmedel. Generna för tyrosinas-ytuttryck integrerades i en krets för att både producera och oxidera tyrosin. Denna ”genetiska krets” skapade ett system för att sammanlänka, vanligtvis otillgänglig, biologisk information till en elektrisk kvantifierbar signal. Sammanfattat så har denna avhandling etablerat nytänkande idéer och koncept som demonstrerar värdet och flexibiliteten i att kunna presentera enzymer på cellytor, samt hur detta kan nyttjas mot både miljöinriktade och industriella användningsområden.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-263038

Innehållsansvarig:Sabina Fabrizi
Tillhör: CBH
Senast ändrad: 2019-10-28