hrvatski

Optimiranje biokatalitičke sinteze hidroksi-dope

Hidroksi-dopa (3, 4-dihidroksifenil mliječna kiselina ; DanShenSu) – kemikalija koja pospješuje cirkulaciju i općenito aktivnost srca, može se dobiti biokatalitičkom redukcijom keto-dope (3, 4-dihidroksifenil pirogrožđana kiselina) s D-laktat dehidrogenazom (D-LDH). Koenzim NADH, nužan za djelovanje D-laktat dehidrogenaze se regenerira pomoću drugog enzima, formijat dehidrogenazom (FDH). U ovom radu je mjerena aktivnost oba enzima pri različitim pH vrijednostima. Na temelju detaljno provedenog kinetičkog ispitivanja početnih reakcijskih brzina oba enzima, razvijen je kinetički model te model za kotlasti (KR) i protočni kotlasti reaktor (PKR). Matematički modeli za KR i PKR uključuju kinetičke jednadžbe i bilance svih komponenti danog sustava. Model je pokazao da je regeneracijska reakcija inhibirana produktom NADH. Kinetičke konstante oba enzima, određene mjerenjem početnih reakcijskih brzina, procijenjeni su metodom nelinearne regresije. Optimalni početni uvjeti procesa su pronađeni genetskim algoritmom (GA), uz maksimalnu volumnu produktivnost na željenom produktu (QP) i minimalnu koncentraciju glavnog enzima D-LDH (c D-LDH) i koenzima NAD+ (c NAD+). Pri dobivenim početnim uvjetima su provedeni eksperimenti u šaržnom reaktoru. Uspoređene su proračunate i eksperimentalne vremenske promjene normaliziranih koncentracija supstrata keto-dope i produkta hidroksi-dope. Eksperimentom je pokazana zadovoljavajuća ponovljivost eksperimentalnih rezultata. Reaktanti i produkti ove biokatalitičke sinteze su identificirani kromatografskom analizom. Cilj rada je također bio pronaći najpovoljniji tip reaktora za provedbu biokatalitičke sinteze hidroksi-dope. U tu svrhu je oponašan proces pri različitim početnim koncentracijama supstrata keto-dope (c keto-dopa), koenzima NAD+ (c NAD+), glavnog enzima D-LDH (c D-LDH), reakcijskog vremena (t) i vremena zadržavanja ( ) te ovisnost o ovim uvjetima konverzije (X) i volumne produktivnosti (QP) za kotlasti i protočni kotlasti reaktor. Rezultati su pokazali da je za provedbu ove sinteze najučinkovitiji protočni kotlasti reaktor. U slučaju kada se financijski faktor uzme u obzir podjednako su učinkoviti i kotlasti i protočni kotlasti reaktor.

D-laktat dehidrogenaza; formijat dehidrogenaza; modeliranje; optimiranje temeljeno na rezultatima simuliranja modela; genetski algoritam; simuliranje

nije evidentirano