Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/45558
Title: IN VITRO CONVERSION OF GLYCEROL TO LACTATE BY MICROBIALTHERMOPHILIC ENZYMES
Other Titles: การเปลี่ยนกลีเซอรอลเป็นแล็กเทตในระดับหลอดทดลองด้วยเอนไซม์ทนร้อนจากจุลินทรีย์
Authors: Chalisa Jaturapaktrarak
Advisors: Suchada Chanprateep Napathorn
Honda Kohsuke
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: Suchada.Cha@Chula.ac.th
honda@bio.eng.osaka-u.ac.jp
Subjects: Glycerin
Methanol
Lactates
Microbial biotechnology
กลีเซอรีน
เมทานอล
แล็กเตต
เทคโนโลยีชีวภาพจุลชีพ
Issue Date: 2014
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: In vitro reconstitution of an artificial metabolic pathway has emerged as an alternative approach to conventional in vivo fermentation-based bioproduction. Particularly, employment of (hyper)thermophilic enzymes enables us a simple preparation of highly stable, selective biocatalytic modules and the construction of in vitro metabolic pathways. In this study, we designed and constructed an artificial in vitro metabolic pathway consisting of nine (hyper)thermophilic enzymes and applied it to the conversion of glycerol to lactate. We also assessed the compatibility of the in vitro bioconversion system with methanol, which is a major impurity in crude glycerol released from biodiesel production processes. The in vitro artificial pathway was designed to balance the intrapathway consumption and regeneration of energy and redox cofactors. All enzymes involved in the in vitro pathway exhibited an acceptable level of stability at high temperature (60°C) and their stability was not markedly affected by the co-existing of up to 100 mM methanol. The one-pot conversion of glycerol to lactate through the in vitro pathway could be achieved in an almost stoichiometric manner and 14.7 mM lactate could be produced in 7 h. Many thermophilic enzymes exhibit higher stability not only at high temperatures but also in the presence of denaturants than their mesophilic counterpart. In this study, compatibilities of thermophilic enzymes with methanol were demonstrated, indicating the potential applicability of in vitro bioconversion systems with thermophilic enzymes in the conversion of crude glycerol to value-added chemicals.
Other Abstract: การสร้างวิถีเมแทบอลิกจำลองแบบ in vitro ถูกริเริ่มนำมาใช้เป็นแนววิธีทางเลือกเพื่อแทนการผลิตชีวภาพจากกระบวนการหมักแบบ in vivo โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้(ไฮเปอร์)เทอร์โมฟิลิกเอนไซม์ทำให้นักวิจัยสามารถเตรียมไบโอคะตะไลติกโมดูลแบบเลือกเฟ้นที่เสถียรอย่างมากได้ง่ายและการสร้างของวิถีเมแทบอลิกแบบ in vitro ในการศึกษานี้ผู้วิจัยออกแบบและสร้างวิถีเมแทบอลิกจำลองแบบ in vitro ซึ่งประกอบรวมด้วย(ไฮเปอร์)เทอร์โมฟิลิกเอนไซม์เก้าชนิด และประยุกต์ใช้ในการเปลี่ยนกลีเซอรอลไปเป็นแล็กเทต ผู้วิจัยประเมินความเข้ากันได้ของระบบการเปลี่ยนเชิงชีวภาพแบบ in vitro กับเมทานอลซึ่งเป็นสิ่งปนเปื้อนหลักในกลีเซอรอลหยาบที่มาจากกระบวนการผลิตไบโอดีเซล วิถีจำลองแบบ in vitro ได้รับการออกแบบเพื่อทำสมดุลการใช้พลังงานในวิถีภายในและการสร้างใหม่ของพลังงานและรีด็อกซ์โคแฟกเตอร์ เอมไซม์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องในวิถีแบบ in vitro แสดงระดับที่ยอมรับได้ของความเสถียรที่อุณหภูมิสูง (60°ซ) และความเสถียรนั้นไม่ได้รับผลกระทบอย่างเห็นได้ชัดที่ความเข้มข้นของเมทานอล 100 mM การเปลี่ยนแบบวัน-พอทของกลีเซอรอลไปเป็นแล็กเทตผ่านวิถีแบบ in vitro สามารถได้รับมาในรูปแบบปริมาณสัมพันธ์ และสามารถผลิตแล็กเตท 14.7 mM ภายใน 7 ชั่วโมง เทอร์โมฟิลิกเอนไซม์จำนวนมากแสดงความเสถียรที่สูงกว่าไม่เพียงแต่ที่อุณหภูมิสูงแต่ยังรวมถึงที่มีสารแปลงสภาพ ในการศึกษานี้ความเข้ากันได้ของเทอร์โมฟิลิกเอนไซม์กับเมทานอลได้รับการสาธิตและบ่งชี้การประยุกต์ใช้ที่มีศักยภาพของระบบการเปลี่ยนเชิงชีวภาพแบบ in vitro ที่มีเทอร์โมฟิลิกเอนไซม์ในการเปลี่ยนของกลีเซอรอลหยาบไปเป็นสารเคมีที่มีมูลค่าเพิ่ม
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2014
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Industrial Microbiology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/45558
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2014.186
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2014.186
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5571957123.pdf2.48 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.