Mechanismy biosyntézy

RNDr. Tomáš Řezanka, CSc., DSc., pracovník Mikrobiologického ústavu AV ČR, obhájil disertaci Mechanismy biosyntézy a produkce triacylglycerolů a komplexních lipidů olejotvornými mikroorganismy před komisí Mikrobiologie, virologie a mykologie a získal vědecký titul „doktor molekulárně-biologických a lékařských věd“.  Jako mezinárodně uznávaný odborník se zabývá biologickým a biochemickým výzkumem.

Foto: Stanislava Kyselová, Akademický bulletin

Řasy, sinice i bakterie produkují „single cell oils“ (SCO) obsahující jako hlavní složku triacylglyceroly (TAG). Ty jsou důležitým zdrojem polyenových mast­ných kyselin a dalších neobvyklých mastných kyselin nezbytných pro výživu lidí i zvířat – uplatňují se i jako zdroje biopaliv třetí generace. Cílem teze bylo vůbec poprvé analyzovat SCO v souvislosti s obsahem a spekt­rem intaktních TAG, které se liší délkou acylů, počtem a polohou dvojných vazeb, stereochemickou pozicí a cis/trans izomerií. Výsledkem je enormní počet izomerů s odlišnými vlastnostmi a výživovou hodnotou i hodnotami důležitými pro biopaliva, jako jsou bod zákalu a tuhnutí. Separace TAG pomocí HPLC jsme optimalizovali použitím několika kolon v sérii, abychom dosáhli co nejvyšší selektivity separace. Analýza zahrnuje LC-MS-APCI (hmotnostní spektrometrie-chemická ionizace při atmosférickém tlaku) a LC-MS/ESI (ionizace elektrosprejem) s kladnou nebo zápornou ionizací. Mikrobiální oleje SCO ze spektra přírodních vzorků zahrnují:
• SCO důležité pro výživu;
• SCO obsahující neobvyklé mastné kyseliny připravené pomocí prekurzorem řízené biosyntézy s lichým počtem uhlíků, mastné kyseliny s velmi dlouhým řetězcem, neobvyklými polohami dvojných vazeb a/nebo větvenými alkylovými řetězci použitelnými jako biopaliva.

Disertace dále analyzovala komplexní lipidy z mnoha mikroorganismů, přičemž hlavní důraz byl kladen na poznání struktury lipidů a jejich produkci ve vztahu k chemotaxonomii jednotlivých bakterií, převážně termofilních. U těchto bakterií byla identifikována škála mikrobiálních lipidů, z nichž za nejdůležitější lze považovat přítomnost plasmalogenů v anaerobních bakteriích rodu Pectinatus, které způsobují kontaminaci piva; jejich výskyt může sloužit jako důležitý chemotaxonomický marker. U termofilních bakterií byly izolovány i bakterie Anoxybacillus, separované z termálních pramenů, dále škála polárních lipidů a také například objasněna biosyntéza rozvětvené mastné kyseliny s cykloheptanovým kruhem pomocí izotopicky značených prekurzorů. Významným produktem využitelným i v praxi byla identifikace rhamnolipidů, důležitých smáčedel u nepatogenních termofilních bakterií rodu Thermus sp., T. aquaticus a Meiothermus ruber.

TOMÁŠ ŘEZANKA,
Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.