Biotechnological production of PHA copolymers containing 4-hydroxybutyrate

Cílem předložené diplomové práce je studium biotechnologické produkce kopolymeru poly(3 hydroxybutyrát-co-4-hydroxybutyrát). V první části práce byl proveden výběr vhodného bakteriálního kmenu z pěti vybraných mikroorganismů s různými prekurzory 4HB. Následně proběhla selekce vhodného substrátu a jeho optimální koncentrace. Mikroorganismy využívané v experimentální části byly Cupriavidus malaysiensis DSM 19416, DSM 19379 a DSM 25816, Thermomonas hydrothermalis DSM 14834 a Aneurinibacillus thermoaerophilus H1 CCM 8960. Výběr vhodného kandidáta byl proveden pomocí izolace kopolymeru a jeho následné charakterizace prostřednictvím plynové chromatografie s plamenovým ionizačním detektorem (GC-FID) a SEC-MALS analýzy (vylučovací chromatografie s detektorem měřícím statický rozptyl světla ve více úhlech). Výběr ideálního kandidáta byl posouzen gravimetricky a spektrofotometricky. V rámci experimentální práce bylo důležité zvolit optimální substrát a koncentraci pro akumulaci kopolymeru. Z provedených experimentů vyplývá, že nejvhodnějším kandidátem pro biotechnologickou produkci kopolymeru je bakteriální kmen Cupriavidus malaysiensis DSM 19379 V závěru experimentální práce byla prozkoumána biotechnologická produkce kopolymeru v laboratorním fermentoru.The proposed diploma thesis aims to study the biotechnological production of poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) copolymer. The subject of the experimental part was first to select a suitable bacterial strain from five selected microorganisms with different carbon precursors applied at various concentrations. The five selected microorganisms used in the experimental part include bacterial strains Cupriavidus malaysiensis DSM 19416, DSM 19379, and DSM 25816. Furthermore, the strain Thermomonas hydrothermalis DSM 14834 and Aneurinibacillus thermoaerophilus H1 CCM 8960. The experiment shows that the most suitable candidate for biotechnological production is the bacterial microorganism Cupriavidus malaysiensis DSM 19379. Finally, the biotechnological production of the copolymer was investigated utilizing a batch cultivation technique in a laboratory bioreactor.