Naslov
Evaluacija nitrilaza kao biokatalizatora za sintezu (r)-4-kloro-3-hidroksibutanske kiseline
(Evaluation of nitrilases as biocatalyst for the synthesis of (R)-4-chloro-3-hydroxybutyric acid)

Autori
Antolović, Ana

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
30.09

Godina
2022

Stranica
54

Mentor
Zvjezdana Findrik Blažević

Neposredni voditelj
Ćevid, Ivana

Ključne riječi
nitrilaza, kinetički model
(nitrilase, kinetic model)

Sažetak
Enzimi nitrilaze kataliziraju reakcije hidrolize nitrila u karboksilne kiseline i amonijak, bez stvaranja slobodnih amidnih međuprodukata. Iz tog razloga nitrilaza se može koristiti kao biokatalizator u reakcijama pretvorbe (R)-4-klor- 3-hidroksibutironitrila (KHB) u (R)-4-klor-3- hidroksibutansku kiselinu, pri čemu dolazi do spontane ciklizacije produkta u (R)-3-hidroksi-γ- butirolakton (HBL). HBL se koristi u sintezi različitih polimera, otapala i farmaceutika kao kiralni građevni blok. Enzimski katalizirani procesi sve se češće primjenjuju za sintezu HBL-a jer koriste blage reakcijske uvjete, postižu visoku selektivnost te mogu pružiti ekonomski isplativ postupak sinteze ove vrijedne kemikalije. Brojni, već postojeći kemijski putevi sinteze HBL- a, pokušavaju se što manje koristiti jer ih većina ima nedostatke poput skupih ili opasnih reaktanata, intenzivnih procesnih uvjeta, te niskih iskorištenja i selektivnosti, što uzrokuje poskupljenje procesa izdvajanja produkta. U ovom radu provedena je evaluacija 24 nitrilaze u reakciji sinteze HBL-a. Tijekom ispitivanja korišteni su isti početni uvjeti, koncentracija supstrata (KHB) i masena koncentracija nitrilaza te je reakcija praćena 6 sati. Enzim s najvećim iskorištenjem na produktu izabran je za sljedeći korak, kinetičko istraživanje. Određeni su kinetički parametri, nitrilazom katalizirane sinteze (R)-4-klor-3- hidroksibutanske kiseline iz (R)-4-klor-3- hidroksibutironitrila, iz kojih je razvijen matematički model.Sastoji se od kinetičkog modela i bilanci tvari u reaktoru. Utvrđeno je da enzim ima nizak afinitet prema supstratu te da reakcija prati Michaelis-Menteničinu kinetikuu inhibicijski učinak supstrata i produkta. Model je uspješno validiran provedbom reakcije u šest različitih kotlastih reaktora s različitim početnim uvjetima u reaktoru. Uzorci reakcijske smjese su analizirani na tekućinskom kromatografu visoke djelotvornosti i plinskom kromatografu. Iz navedenih eksperimenata procijenjena je konstanta deaktivacije te je zaključeno da početni uvjeti u reaktoru utječu na stabilnost enzima.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo, Biotehnologija

POVEZANOST RADA