Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Doc. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D. Ústav experimentální biologie, obor Mikrobiologie Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Brno MODERNÍ BIOTECHNOLOGIE.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Doc. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D. Ústav experimentální biologie, obor Mikrobiologie Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Brno MODERNÍ BIOTECHNOLOGIE."— Transkript prezentace:

1 Doc. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D. Ústav experimentální biologie, obor Mikrobiologie Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Brno MODERNÍ BIOTECHNOLOGIE A JEJICH UPLATNĚNÍ V DLOUHODOBĚ UDRŽITELNÉM ROZVOJI MODERNÍ BIOTECHNOLOGIE A JEJICH UPLATNĚNÍ V DLOUHODOBĚ UDRŽITELNÉM ROZVOJI Bi0005 Úvod do obecné biologie, 25. listopadu 2011

2 BIOTECHNOLOGIE “integrace přírodních věd a inženýrství za účelem využití organizmů, buněk nebo biomolekul k produkci nebo službám” (European Federation of Biotechnology, 1989)  červené (medicínské)  zelené (zemědělské)  modré (mořské)  šedé (mikrobiální)  bílé (enzymatické) BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ

3 ENZYMY  Co jsou to enzymy? -> biokatalyzátory, nástroje přírody  K čemu slouží? -> urychlují přeměny látek a energie v živých organismech  OXIDOREDUKTASY- oxidace/redukce  TRANSFERASY – přenos funkčních skupin  HYDROLASY – hydrolytické štěpení  LYASY – štěpení C-C, C-N a C-O vazeb  ISOMERASY - racemizace, epimerizace  LIGASY – tvorba nových C-C, C-N, C-S a C-O vazeb BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ

4 ENZYMOVÉ TECHNOLOGIE  Jak je možné enzymy prakticky využít? BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ D o m á c n o s t P o t r a v i n á ř s t v í Z e m ě d ě l s t v í T e x t i l n í p r ů m y s l O c h r a n a p r o s t ř e d í C h e m i e a f a r m a c i e

5 ENZYMY A DLOUHODOBĚ UDRŽITELNÝ ROZVOJ  Jaké výhody využitím enzymů získáme?  inovativní produkty a procesy – konkurenceschopné, splňující kritéria dlouhodobě udržitelného rozvoje  “… rozvoj, který uspokojuje současné potřeby aniž by ohrožoval možnosti budoucích generací uspokojovat jejich budoucí potřeby” (WCED, 1987)  šetrné k životnímu prostředí  ochrana neobnovitelných zdrojů  využití obnovitelných materiálů  recyklace odpadů BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ

6 PŘÍKLAD: hydrolýza penicilinu G Biotechnologie (+30°C) 1000 t penicilin G 45 t amoniak 10,000 m 3 voda 1 t ENZYM (1 $/kg 6-APA) Chemický proces (-40°C) 1000 t penicilin G 160 t amoniak 300 t dimetylchlorosilan 800 t N,N-dimetylanilin 600 t fosfopentachlorid 4,200 m 3 dichlormethan 4,200 m 3 n-butanol BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ ENZYMY A DLOUHODOBĚ UDRŽITELNÝ ROZVOJ

7 BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ ZDROJE ENZYMŮ  Jak a kde vhodné enzymy získáváme?  „screening“ mikroorganismů  (meta)genomové knihovny  genové databáze  proteinové inženýrství

8 výzkum a vývoj halogenalkandehalogenas (HLDs) pro biotechnologické aplikace výzkum a vývoj halogenalkandehalogenas (HLDs) pro biotechnologické aplikace BIOSENSING BIOKATALÝZA BIODEGRADACE BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ LOSCHMIDTOVY LABORATOŘE

9  BIOKATALÝZA  2004: objev stereoselektivity HLDs 1 1 Prokop, Z., Damborsky, J., Nagata, Y., Janssen, D.B WO Léčiva Feromony BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ Bradyrhisobium japonicum

10 2 Prokop, Z., Sato, Y., Brezovsky, J., et al Angew. Chem. Int. Ed. 49: 6111–6115 BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ  BIOKATALÝZA  2004: objev stereoselektivity HLDs 1  2010: vyřešen mechanismus selektivity 2 Bradyrhisobium japonicum

11 3 Koudelakova, T., Prokop, Z., Sato, Y., et al (in preparation) E-hodnota DhaADhaA06 etyl 2-hydroxypropionát72>200 2-heptanol210 BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ  BIOKATALÝZA  2004: objev stereoselektivity HLDs 1  2010: vyřešen mechanismus selektivity 2  2011: inženýrství stereoselektivity 3 Bradyrhisobium japonicum

12 BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ  BIOKATALÝZA  2004: objev stereoselektivity HLDs 1  2010: vyřešen mechanismus selektivity 2  2011: inženýrství stereoselektivity 3  APLIKACE: farmaceutický průmysl o DSM Pharma (Holandsko) o Zentiva, Sanofi-Aventis (Česká republika) Bradyrhisobium japonicum

13 4 Prokop, Z., Damborsky, J., Oplustil, F., Jesenska, A., Nagata, Y.2005.WO Prokop, Z., Oplustil, F., DeFrank, J., Damborsky, J Biotech. J. 1: BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ Sphingobium japonicum  BIOKATALÝZA  BIODEGRADACE  2005: objev aktivity s bojovými látkami 4,5

14 6 Koudelakova, T., Chaloupkova, R., Brezovsky, J., Prokop, Z., et al. (in preparation) BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ Sphingobium japonicum  BIOKATALÝZA  BIODEGRADACE  2005: objev aktivity s bojovými látkami 4,5  2011: inženýrství stability 6

15 PNL, USA NATO ToE BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ  BIOKATALÝZA  BIODEGRADACE  2005: objev aktivity s bojovými látkami 4,5  2011: inženýrství stability 6  APLIKACE: civilní obrana a vojenství o VOP 026 Štenberk (Česká republika) o DSTL (UK) o Foster-Miller (USA) o ITP Bundeswehr (Německo) o Pacific Northwest Laboratory (USA) Sphingobium japonicum

16 7 Bidmanova, et al Analytical and Bioanalytical Chemistry 398:1891– Bidmanova, et al Chemicke Listy 104: BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ  BIOKATALÝZA  BIODEGRADACE  BIOSENSING  monitoring environmentálních polutantů 7  detekce bojových látek 8

17 9 Pavlova, et al Nature Chem. Biol. 5: BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ  BIOKATALÝZA  BIODEGRADACE  BIOSENSING  monitoring environmentálních polutantů 7  detekce bojových látek 8  inženýrství aktivity 9

18 BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ BIOTECHNOLOGICKÝ VÝZKUM A VÝVOJ  BIOKATALÝZA  BIODEGRADACE  BIOSENSING  monitoring environmentálních polutantů 7  detekce bojových látek 8  inženýrství aktivity 9  APLIKACE: monitoring životního prostředí, civilní obrana a vojenství o TU Hannover (Německo), o VUT Brno (Česká republika) o Colorado State University a OptiEnz (USA) o Photon System Instruments (Česká republika)

19 Loschmidtovy laboratoře MU BIOTECHNOLOGIE A UDRŽITELNÝ ROZVOJ VÝZKUM VÝVOJ APLIKACE VÝUKA


Stáhnout ppt "Doc. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D. Ústav experimentální biologie, obor Mikrobiologie Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita Brno MODERNÍ BIOTECHNOLOGIE."

Podobné prezentace


Reklamy Google