Imobilizácia celobunkových biokatalyzátorov schopných katalyzovať špecifické reakcie umožňuje zachovanie ich viability a biokatalytickej aktivity po dlhšiu dobu a tiež poskytuje možnosť ich jednoduchej recyklácie [1]. Proces imobilizácie je možné výrazne urýchliť využitím výkonných imobilizačných technológií ako sú koaxiálna vzduchová tryska, vibračná technológia a technológia s rotačným diskom (Jetcutter). Pomocou vysokovýkonnej technológie Jetcutter, je možné pripraviť častice 10-krát rýchlejšie ako pri technológii vyžívajúcej vibrácie  a 10 000-krát rýchlejšie ako pri koaxiálnej vzduchovej tryske. Vyššia produkcia imobilizátov za jednotku času je potrebná z hľadiska ich využitia v priemyselných bioprocesoch [2].

V práci sme metódou entrapmentu v alginátových mikročasticiach pomocou týchto troch výkonných technológii imobilizovali rekombinatné bunky E.coli s nadprodukciou enzýmu monooxygenázy cyklohexanónu (CHMO). Tento enzým je schopný katalyzovať Baeyer-Villigerove biooxidácie, ktorých produkty sú prekurzormi bioaktívnych zlúčenín s terapeutickým využitím [3]. Cieľom tejto práce bola produkcia alginátových častíc obsahujúcich rekombinatné bunky E. coli CHMO pomocou troch imobilizačných techník a sledovanie biokatalytickej aktivity a viability týchto imobilizovaných buniek.

Úspešne sa nám podarilo vyprodukovať sférické alginátové častice s obsahom buniek pomocou všetkých troch imobilizačných technológií. S takto pripravenými imobilizátmi sme následne spustili modelovú reakciu a sledovali biokatalytickú aktivitu a viabilitu buniek, pričom ako kontrolu sme použili voľné bunky. Výsledky ukázali, že vo všetkých vzorkách došlo k úspešnej biotransformácii, čo dokazuje, že tieto techniky prípravy častíc nemajú vplyv na viabilitu ani biokatalytickú aktivitu imobilizovaných buniek. Avšak v prípade častíc pripravených pomocou Jetcutter-a sme zaznamenali pomalší priebeh reakcie, ktorý môže byť spôsobený obmedzeným prestupom substrátu a produktov, vplyvom vyššej koncentráciou alginátu. Vyššia koncentrácia alginátu je však potrebná, pretože touto technikou nie je možné pripraviť častice sférického tvaru pri nízko-viskóznych géloch.

Táto práca bola podporená Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe Zmluvy č. APVV-15-0227, VEGA 2/0130/20 a tiež vďaka podpore v rámci operačného programu Výskum a inovácie pre projekt: ITMS 26240220079.

[1] Eş, I. et al., (2015). Appl. Microbiol. Biot. 99(5), p. 2065-2082.
[2] Prüsse, U. et al., (2008). Chem.Pap. 62(4), p. 364-374.
[3] Bučko, M. et al.,  (2016). Appl. Microbiol. Biot. 100(15), p. 6585-6599.