КУРСОВАЯ РАБОТА по химическим основам жизни на тему ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ СУБСТРАТОВ ФЕРМЕНТНЫМИ СИСТЕМАМИ БАКТЕРИЙ

Естественнонаучный факультет
Кафедра химии

КУРСОВАЯ РАБОТА
по химическим основам жизни на тему:
ЭЛЕКТРОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ СУБСТРАТОВ ФЕРМЕНТНЫМИ СИСТЕМАМИ БАКТЕРИЙ PSEUDOMONAS PUTIDA BS3701 (pBS1141, pBS1142) И PSEUDOMONAS PUTIDA BS394 (pBS 262)

43 листа

Содержание
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
2. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
2.1. Микробные медиаторные биосенсоры и их свойства
2.2. Клетки микроорганизмов как биокатализаторы в биосенсорах
2.2.1. Физиология и биохимия представителей рода Pseudomonas
2.2.2. Бактериальный штамм Pseudomonas putida BS3701 (pBS1141) (pBS1142)
2.3. Соединения, используемые в качестве медиаторов в медиаторных биосенсорах
2.3.1. 2, 6 Дихлорофенолиндофенола (ДХФИФ)
2.3.2. Феназинметосульфат ( ФМС)
2.3.3. Ферроцен и феррицианид
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3. 1. Используемые материалы
3.2. Питательные среды и условия культивирования
3.3. Получение чистых бактериальных культур на агаризованной среде
3.4. Получение мембранной фракции бактерий штамма Pseudomonas putida BS3701(pBS1141, pBS1142)
3. 5. Биосенсорные измерения
3. 6. Формирование электрода на основе бактерий Pseudomonas putida BS3701 (pBS1141, pBS1142) и Pseudomonas putida BS394 (pBS 262)
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Субстратная специфичность бактерий Pseudomonas putida BS3701 (pBS1141, pBS1142) и ферментных препаратов в условиях электрокаталитического окисления
4.2. Субстратная специфичность бактерий Pseudomonas putida BS394 (pBS262) в условиях электрокаталитического окисления
4.3. Стабильность биоэлектрокаталитической системы на основе целых клеток в присутствии медиаторов электронного транспорта
ВЫВОД
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
Проблемы анализа пищевых продуктов, биологических сред биотехнологических производств, мониторинг окружающей среды остаются актуальными в современном мире. Методы определения веществ должны быть простыми, быстрыми, недорогими, чувствительными, точными и безопасными. Многим этим требованиям удовлетворяют биологические катализаторы – ферменты, которые в настоящее время наряду с другими способами биосенсорных определений все шире используются для создания различных сенсорных устройств.
Особенно широкое применение получает амперометрический медиаторный ферментный анализ на основе клеток. К основным достоинствам метода относятся безреагентность, минимальная пробоподготовка образцов, экономичность.
Медиаторные микробные сенсоры — новое направление в биосенсорном анализе и требует трудоемких исследований в разных областях. Исследование биохимического поведения микроорганизмов в условиях электрокаталитического окисления субстратов может внести значительный вклад в решение поставленной задачи.
Целью данной работы явилось изучение функционирования ферментных систем бактерий Pseudomonas putida BS3701 (pBS1141, pBS1142) и Pseudomonas putida BS394 (pBS262) при электрокаталитическом окислении субстратов в присутствии разных медиаторов электронного транспорта. Полученные данные могли бы служить отправной точкой при создании семейства микробных медиаторных сенсоров.

2. Литературный обзор
2.1. Микробные медиаторные биосенсоры и их свойства
Первые биосенсорные датчики появились в начале 1960-х годов. В основном их разработка стимулировалась потребностями медицины. В настоящее время описано большое количество биосенсоров для детекции различных органических соединений, ионов неорганических кислот, а также параметров состояния окружающей среды. [1]
Первоначально были созданы электроды первого поколения (электрод Кларка), принцип функционирования которых состоял в регистрации изменения концентрации молекулярного кислорода. Биосенсоры этого типа имели очевидный недостаток, связанный с зависимостью сигналов от концентрации кислорода в среде измерения. [2] В процессе создания новых типов биосенсоров стало возможным избавиться от нежелательного эффекта, благодаря созданию амперометрических электродов, основанных на прямом переносе электронов в реакциях, катализируемых оксидоредуктазами. [3] Однако, в большинстве случаев прямой перенос заряда от активного центра фермента на электрод затруднен из-за стерических или кинетических препятствий. Для снятия этих ограничений в биосенсорах второго поколения стали использовать медиаторы. Под медиатором понимается низкомолекулярная окислительно- восстановительная пара, которая переносит электроны от активного центра фермента к поверхности индикаторного электрода.
Ферментные амперометрические электроды используются уже более 25 лет. Новым направлением в области медиаторных биосенсоров является использование клеток микроорганизмов в качестве биокатализаторов [4,5]. Микробные медиаторные электроды представляют собой более сложную систему по сравнению с ферментными. Такие системы недостаточно исследованы, и для создания эффективных биосенсорных анализаторов требуется их детальное изучение. Перспективность данного направления связана с возможностью использования преимуществ медиаторных электродов [5] при сохранении общих достоинств микробных биосенсоров [4]. Не менее важным результатом исследования системы “клетки микроорганизмов — медиатор — электрод” представляется получение новых данных об особенностях транспорта электронов в дыхательной цепи микробных клеток, включая сведения о принципиальной возможности и условиях передачи электронов на медиатор. Это приведет к более полному пониманию структурной организации основных компонентов цепи и их функционального назначения………….

43 листа
Скачать полную версию работы

r-ximia/Курсовая работа по Хим. Основам жизни.rar