Naslov Collagen extraction from jellyfish: method optimization
Naslov (hrvatski) Ekstrakcija kolagena iz meduza: optimizacija metode
Autor Natalija Štimec
Mentor Daniela Kalafatović (mentor)
Član povjerenstva Milan Mesić (član povjerenstva)
Član povjerenstva Jasminka Giacometti (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Daniela Kalafatović (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Rijeci (Fakultet biotehnologije i razvoja lijekova) Rijeka
Datum i država obrane 2024-10-23, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana BIOTEHNIČKE ZNANOSTI Biotehnologija Molekularna biotehnologija
Sažetak Jellyfish are a novel source for collagen extraction, and it is derived from
multiple Medusozoa species, including Rhizostoma pulmo. Their collagen is
evolutionary older and simpler than mammalian collagens making them
compatible with human biology. Its specific response to macrophages - a
lower M1 macrophage response and a higher M2 macrophage response -
triggers regeneration in tissue, making jellyfish collagen a candidate
biomaterial for tissue engineering. To compare the collagen composition,
multiple sequence alignment was performed between different types of
human collagen and between murine collagen using SALIGN. Sequence
alignment of fibrillar collagens showed similarities in characteristic glycine
and proline regions, and in lysine sites in the sequence. Amino acid analysis
showed several differences in composition between different collagen
sources. The extraction of collagen from jellyfish consists of three main
steps: sample preparation, extraction, and recovery, and can last up to 7
days. This lengthy procedure can lead to collagen degradation and a
decrease in final yield. Current methods consist of tissue cutting and
chemical pretreatment during sample preparation, acid and enzymatic
extraction, and dialysis. The goal of this research was to see how changes
in the extraction steps affect collagen yield, purity, and the methods
duration. For this purpose, samples from Rhizostoma pulmo were first
lyophilized, followed by acid extraction with 0,5 M acetic acid, salting out
with NaCl, and purification with C18 cartridges. The obtained collagen
powder was analyzed using MALDI-TOF-MS to confirm the successful
extraction of collagen. In addition, FTIR and SDS-PAGE were performed to
further confirm the presence of collagen. The collagen yields that were
obtained are similar to those recorded in previous studies. Based on these
results, it can be concluded that the use of C18 cartridges can be an
alternative for dialysis and could shorten the extraction process.
Sažetak (hrvatski) Meduze su nov izvor kolagena, a kolagen se dobiva iz nekoliko vrsta
Medusozoa, uključujući Rhizostoma pulmo. Kolagen iz meduza je evolucijski
stariji i jednostavniji od kolagena sisavaca, što ga čini kompatibilnim s
ljudskom biologijom. Njegov specifičan odgovor na makrofage - niži
odgovor M1 makrofaga i viši odgovor M2 makrofaga - potiče regeneraciju
tkiva, što čini kolagen meduza potencijalnim biomaterijalom u tkivnom
inženjerstvu. Da bi se usporedio sastav kolagena, višestruko poravnanje
sekvenci (multiple sequence alignment) je izvršeno između različitih tipova
ljudskog kolagena i između mišjeg kolagena koristeći SALIGN. Poravnanje
sekvenci fibrilarnih kolagena pokazalo je sličnosti u karakterističnim
glicinskim i prolinskim regijama te u mjestima na kojima su lizini u
sekvencama. Analiza aminokiselina pokazala je nekoliko razlika u sastavu
između različitih izvora kolagena.
Ekstrakcija kolagena iz meduza sastoji se od tri glavna koraka: pripreme
uzorka, ekstrakcije i oporavka, i može trajati do 7 dana. Ovaj dugotrajan
postupak može dovesti do degradacije kolagena i smanjenja konačnog
prinosa. Trenutne metode uključuju usitnjavanje tkiva i kemijsko tretiranje
tokom pripreme uzorka, kiselinsku i enzimsku ekstrakciju, kao i dijalizu. Cilj
ovog istraživanja bio je utvrditi kako promjene u koracima ekstrakcije utiču
na prinos, čistoću kolagena i trajanje metode. U tu svrhu, uzorci vrste
Rhizostoma pulmo su prvo liofilizirani, nakon čega je uslijedila ekstrakcija
kiselinom koristeći 0,5 M octenu kiselinu, isoljavanje pomoću NaCl i
pročišćavanje uz pomoć C18 kolona. Dobiveni kolagen je analiziran pomoću
MALDI-a kako bi se potvrdila uspješna ekstrakcija kolagena. Također, FTIR
i SDS-PAGE su odrađeni radi dodatne potvrde prisustva kolagena u izolatu.
Prinosi kolagena koji su dobiveni slični su onima zabilježenim u prethodnim
studijama. Na osnovu ovih rezultata, može se zaključiti da upotreba C18
kolona može biti alternativa za dijalizu i mogla bi skratiti proces ekstrakcije.
Ključne riječi
collagen
jellyfish
Rhizostoma pulmo
collagen extraction
MALDI-TOF-MS
FTIR
Ključne riječi (hrvatski)
kolagen
meduze
Rhizostoma pulmo
ekstrakcija kolagena
MALDI-TOF-MS
FTIR
Jezik engleski
URN:NBN urn:nbn:hr:193:142435
Studijski program Naziv: Biotehnologija u medicini Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: diplomski Akademski / stručni naziv: magistar/magistra biotehnologije u medicini (mag. biotech. in med.)
Vrsta resursa Tekst
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Rad dostupan nakon Datum isteka embarga: 2034-10-23
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2024-10-22 22:14:54