276062218

Chroni komórki przed rozmaitymi czynnikami zewnętrznymi, np. promieniowaniem UV; zapobiega procesom starzenia, umożliwia prawidłowy rozwój komórek. Ektoinę wykorzystuje się w medycynie przy radio- i chemioterapii. Aminokwas zwiększa immunoodporność na wirusa HIV. Może być również pomocna w leczeniu choroby Alzheimera, leczeniu marskości wątroby, alergii. W kosmetyce stosowana jest w kremach nawilżających i przeciw-zmarszczkowych. Odkrycie ektoiny jest wynikiem badań prowadzonych w kopalni węgla Bogdanka. Pierwotnie naukowcy chcieli się dowiedzieć, dlaczego w tej kopalni nie ma wysokiego zagrożenia wybuchu metanu, tak jak w kopalniach na Śląsku. Okazało się, że w skałach przywęglowych w Bogdance żyją bakterie — metanotrofy — które „żywią się" metanem. W warunkach naturalnych ektoina wytwarzana jest przez mikroorganizmy żyjące w skrajnie niesprzyjających warunkach np. w gejzerach czy słonych jeziorach. W kolejnym etapie dociekań analizowano, jak te bakterie żyją i funkq'onują w trudnych warunkach, na głębokości ponad kilometra pod ziemią, przy niskiej wilgotności, i podwyższonym stężeniu soli w środowisku. Okazało się, że zabezpieczeniem życia bakterii w tym środowisku jest aminokwas ektoina. Naukowcy z KUL opracowali metodę izolowania ektoiny wyprodukowanej przez bakterie metano-troficzne. W procesie tej produk-q'i namnożone wcześniej bakterie poddawane są działaniom różnych czynników, a następnie wyprodukowany przez nie cenny aminokwas zostaje wyizolowany.

Obecnie, dla celów przemysłowych ektoina produkowana jest w procesie syntezy chemicznej. Jest to proces kosztowny, ponieważ wymaga drogich substratów (L-aminokwa-sy) i skomplikowanej technologii syntezy złożonej z 22 etapów, a na koniec procedur oczyszczania końcowego produktu. Produkcja ektoiny metodą wykorzystującą bakterie melanotro-ficzne ma być tańsza niż uzyskiwanie aminokwasu w procesie syntezy chemicznej. A główną zaletą lak uzyskiwanej ektoiny jest wysoki stopień czystości związku.

Katolicki Uniwersytet Lubelski utworzy konsorcjum pod nazwą „Biotechnologia metanowa dla rozwoju województwa lubelskiego" z kilkoma partnerami, aby wdrożyć produkcję ektoiny opartą o technologię zaproponowaną przez naukowców KUL. Partnerami konsorcjum mają być: Województwo Lubelskie, spółka KUL Creative, Fundacja Rozwoju KUL, spółka Elementa Critica, Lubelski Węgiel „Bogdanka", kancelaria prawnicza Dentons, Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla z Zabrza. List intencyjny o współpracy został już podpisany, następnie będą ustalane szczegóły współpracy dotyczące m.in. udziału finansowego i merytorycznego poszczególnych członków konsorcjum. Wg Marszałka województwa lubelskiego projekt może być dofinansowany środkami z Unii Europejskiej w nowej perspektywie budżetowej, jako jeden z projektów kluczowych dla województwa lubelskiego. (wg witryny Esculap)

Bionanoceluloza. Genom pierwszego szczepu bakterii z gatunku GIu-conacetobacter xylinus, wytwarzającej naturalny biopolimer — bionanoce-lulozg zsekwencjonowali naukowcy z zespołu prof. Stanisława Bieleckiego (członek PTBioch) (Fot. 22) z Instytutu Biochemii Technicznej Politechniki Łódzkiej, dzięki współpracy z firmą Genomed z Warszawy.

Produkcja bionanocelulozy, w tym także hydrożelowe opatrunki dla poparzonych osób i z trudno gojącymi się ranami, zostały skomercjalizowane. Trwają badania nad zastosowaniem bionanocelulozy w innych produktach medycznych, implantach i rusztowaniach do hodowli komórek, a także w kosmetykach. Bionanoceluloza ma szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym, chemicznym i w medycynie. Praca nad szczepem Ga. xylinus doprowadziła do tego, że stał się on obecnie szczepem producentem opatrunków z bionanocelulozy o nazwie CelMat. Odczytanie jego genomu pozwala na skuteczną kontrolę procesu produkqi, na jego optymalizację i podnoszenie wydajności procesu technologicznego. Pierwszą sekwenq'ę genomu podobnej bakterii opisali dwa lata temu Japończycy, jednak nie wytwarzała ona celulozy. Polacy są pierwsi w badaniach związanych ze szczepem produkcyjnym, który wytwarza specjalny typ bionanocelulozy. W 2014 roku ruszy produkcja bionanocelulozy w firmie BowilBiotech sp. z o.o. we Władysławowie.

Celuloza jest biopolimerem wytwarzanym naturalnie przez rośliny i mikroorganizmy. Bakterie z grupy Ga. xylinus są jej najwydajniejszym producentem. Bakteria ta w naturze bytuje na niektórych produktach spożywczych, szczególnie owocach, pojawia się w procesie kiszenia ogórków, a na Dalekim Wschodzie jest wykorzystywana do naturalnej produk-q'i różnego rodzaju biofilmów, błon zbudowanych z polisacharydów. Celuloza bakteryjna charakteryzuje się wyjątkowymi właściwościami: jest wysoce hydrofilna, nie jest cytotok-syczna i wykazuje niezwykłą biokom-patybilność (nie jest odrzucana przez organizm po jej wszczepieniu, nie powoduje alergii). Składa się w 96% z wody, a pozostałą część stanowią cukry, łańcuchy czystej glukozy splecione w długie włókna o rozmiarach

Badania opatrunków prowadzone były w Siemianowicach Śląskich, Uniwersytecie Medycznym w Lodzi oraz w Gdańskim Uniwersytecie Medycznym. Następna generaq'a produktów, nad jakimi pracuje grupa prof. Bieleckiego, to formy trójwymiarowe głównie do zastosowań wewnętrznych jako protezy, implanty, a także tzw. skafoldy, czyli rusztowania do hodowli komórek. Ukończenie badań wymaga wielu analiz chemicznych, biologicznych, fizycznych i oceny właściwości mechanicznych wytwarzanych włókien. Przyszły produkt winien mieć idealnie określoną wytrzymałość mechaniczną, elastycz-

Postępy Biochemii 60 (3) 2014 273