156 ■ Proteus 86/3, 4 • November, december 2023 157Kemija • Svetloba kot vir energije v fotoredoks kataliziranih reakcijah Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije • Biotehnologija vanih reakcij, se je področje razcvetelo šele po letu 2008, ko je več raziskovalnih skupin skoraj hkrati objavilo svoje rezultate študij treh različnih fotoredoks katalitskih reak- cij (Stephenson in sod., 2018). V naslednjih petnajstih letih je število znanstvenih objav na to tematiko začelo strmo naraščati, do- kler ni fotoredoks kataliza postala eno iz- med pomembnih področij v organski sintezi (Shaw in sod., 2016). Svetloba je namreč razmeroma dostopen, nenevaren, okolju prijazen in predvsem obnovljiv vir energije (Crisenza, Melchiorre, 2020). Čeprav ke- miki pri izvajanju reakcij v laboratoriju še vedno uporabljamo svetleče diode in žar- nice (slika 3) ter se z razvitimi sintetskimi metodami še nismo približali procesu, kot je fotosinteza, pa še vedno iščemo v nara- vi navdih za okolju prijaznejšo in svetlejšo prihodnost. Slovarček: Molekulska orbitala. Matematična funkci- ja, ki opisuje mesto in obnašanje elektronov v molekuli. NADPH. Reducirana oblika nikotinamid adenin dinukleotid fosfata, ki je pomemben donor (dajalec) elektronov v vseh organiz- mih. Organska spojina. Spojina, ki je sestavljena pretežno iz atomov ogljika, običajno pa vse- buje tudi atome drugih elementov, predvsem vodika, kisika in dušika. Plastokinon. Organska molekula, podobna kinonu. Sodeluje pri prenosu elektronov v fotosintezi. Radikal. Kemijska zvrst, ki vsebuje nespar- jeni elektron v orbitali, kjer se elektroni obi- čajno nahajajo v parih. Redoks potencial. Merilo, s katerim dolo- čimo težnjo kemijske zvrsti, da sprejme ali odda elektron. Literatura: Atkins, P., De Paula, J., 2010: Atkins’ physical chemistry. 9th ed. Oxford, England: Oxford University Press. Crisenza, G. E. M., Melchiorre, P., 2020: Chemistry glows green with photoredox catalysis. Nature Communications, 11 (803). Johnson, M. P., 2016: Photosynthesis. Essays in Biochemistry, 60: 255–273. Reisner, E., 2019: When Does Organic Photoredox Catalysis Meet Artificial Photosynthesis? Angewandte Chemie International Edition, 58: 3656–3657. Romero, N. A., Nicewicz, D. A., 2016: Organic Photoredox Catalysis. Chemical Reviews, 116: 10075– 10166. Rumpho, M. E., Summer, E. J., Green, B. J., Fox, T. C., Manhart, J. R., 2001: Mollusc/algal chloroplast symbiosis: how can isolated chloroplasts continue to function for months in the cytosol of a sea slug in the absence of an algal nucleus? Zoology, 104: 303-312. Shaw, M. H., Twilton, J., MacMillan, D. W. C., 2016: Photoredox Catalysis in Organic Chemistry. Journal of Organic Chemistry, 81: 6898–6926. Stephenson, C., Yoon, T., MacMillan, D. W. C., 2018: Visible Light Photocatalysis in Organic Chemistry. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.KGaA. Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije Vida Lang V naravi se skrivajo neštete priložnosti in možnosti za razvoj novih biotehnoloških rešitev. Bakterija Streptomyces platensis, ki je bila izolirana iz prsti, ponuja eno izmed takšnih pri- ložnosti pri proizvodnji encimov in drugotnih metabolitov. V prispevku opisujemo vlogo S. platensis, zlasti pa njenega drugotnega metabolita transglutaminaze, ki obeta izjemne mo- žnosti za biotehnološke aplikacije. Vloga encimov v bioloških sistemih je ne- dvomno ključna, saj ti proteinski katalizatorji omogočajo pospeševanje številnih presnovnih procesov v živih organizmih. Njihova visoka katalitična učinkovitost in specifičnost jih postavljata v središče pozornosti v različnih biotehnoloških aplikacijah. V industriji, kot so živilska, farmacevtska, kozmetična, teks- tilna in papirna, so encimi nepogrešljiv del procesov, ki omogočajo vpeljavo učinkovitih inovativnih načinov izboljšav proizvodov ter samih postopkov njihovega pridobivanja. Med številnimi viri encimov, ki jih lahko uporabljamo v biotehnološke namene, imajo bakterije in glive pomembno vlogo. Med te- mi organizmi izstopa Streptomyces platensis, ki se nahaja v prsti. Ta bakterija je znana po svoji sposobnosti proizvodnje encimov in drugih drugotnih metabolitov, kar jo po- stavlja v središče zanimanja raziskovalcev in industrije. Posebej izstopa encim transglutaminaza, ki ga S. platensis izloča zunajcelično. Ta encim ima izjemno pomembno vlogo pri tvorbi prečnih vezi med fibrilarnimi proteini, kar povzroča nastanek netopnih polimernih struktur, kot so krvni strdki, lasje, koža in drugi tkivni elementi. Transglutaminaza je postala pred- met številnih raziskav zaradi svoje koristnosti na področjih, kot sta tkivno inženirstvo ter proizvodnja biotehnoloških orodij. Zanimi- vo je, da ta encim ostaja dejaven v širokem razponu pH in temperatur, kar dodatno širi njegove možnosti za industrijsko uporabo. Streptomyces platensis Streptomyces platensis so bakterije iz rodu Streptomyces. V rod Streptomyces sodijo ni- taste bakterije, ki jih pogosto najdemo v zemeljski prsti. Streptomyces je raznolik rod aerobnih, negibljivih, grampozitivnih bak- terij, od katerih nekatere vrste proizvajajo antibiotike, nekatere pa so lahko patogene (Slovenski medicinski slovar, 2012) (slika1). Streptomyces je največji rod aktinobakterij z več kot 550 opisanimi vrstami (Kämpfer, 2006), med katere uvrščamo tudi S. platen- sis. Te bakterije izstopajo po svoji genomski sestavi, ki vključuje visok delež gvanin-ci- tozin baznih parov, ki v povprečju znaša 72,1 odstotka. Posebnost teh organizmov je njihova sposobnost izločanja metabolitov v zunajcelično snov, kar je ključno za številne biološke procese. V naravi se pojavljajo kot saprofiti, pogosto naseljujejo rastlinski ma- terial in živalske ostanke. Prav tako sodelu- jejo s koreninami rastlin, pri čemer bakterije oskrbujejo rastline s hranili in uporabljajo koreninske izločke kot vir hrane. Ta zaplete- ni proces simbioze temelji na bogatem gen- skem ozadju (Kieser in sod., 2000). Strep- tomyces prevladujejo v nevtralnih do rahlo alkalnih tleh, ki dobro prepuščajo vodo. V takšnih okoljih predstavljajo do devetdeset odstotkov vseh aktinobakterij in imajo ključ- no vlogo pri začetnih stopnjah razkrajanja organskega materiala (Schrempf, 2006). Bakterije S. platensis so znane po izločanju neprijetnega vonja po zemlji, ki ga povzroča Nejc Petek je asistent za organsko kemijo na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani. Pri svojem raziskovalnem delu odkriva nove načine za sintezo ter pretvorbe heterocikličnih spojin, preučuje nove potencialne fotoredoks katalizatorje ter razvija nove metode v fotokemiji. 158 ■ Proteus 86/3, 4 • November, december 2023 159Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije • BiotehnologijaBiotehnologija • Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije geosmin, hlapni metabolit. Geosmin, organ- ska spojina, ki jo proizvajajo aktinobakterije, je odgovoren za vonj po zemlji, ki se spro- sti ob deževju, ko mikroorganizmi odmrejo (Gerritsen, 2003). Kemijsko je geosmin bi- ciklični alkohol (slika 2), ki se po IUPAC- -ovi nomenklaturi imenuje 4,8a-dimethyl- -decahydronaphthalen-4a-ol. Proizvodnja drugotnih metabolitov in njihova vloga v biotehnologiji Drugotni metaboliti so organske spojine, ki jih mikroorganizmi proizvajajo, čeprav niso bistveni za njihovo osnovno preživetje. Nji- hova biosinteza se običajno sproži v poseb- nih fazah rasti ali kot odgovor na določene razmere, ki niso nujno povezane s hitrostjo rasti. Pri S. platensis in podobnih organiz- mih je zanimivo, da je proizvodnja teh me- tabolitov najvišja, ko primanjkuje hranilnih snovi v gojišču. Proizvodnja drugotnih me- tabolitov običajno doseže vrhunec proti kon- cu faze rasti, natančneje v stacionarni fazi, ko se število celic v populaciji ne povečuje več. Streptomyces platensis in sorodne bakterije so pomembni proizvajalci drugotnih meta- bolitov, ki imajo možnosti široke uporabe, vključno v biotehnoloških in farmacevtskih procesih. Drugotni metaboliti so zanimivi predvsem v industriji, in sicer v proizvodnji antibiotikov, mikotoksinov in pigmentov. Razumevanje mehanizmov, ki sprožijo pro- izvodnjo teh metabolitov, je ključno za na- daljnji razvoj v biotehnologiji, genetiki in inženirstvu proteinov ter pri raziskavi novih antibiotikov, ki lahko pomagajo v boju proti bakterijskim okužbam dihal. Streptomyces platensis je znana po svoji spo- sobnosti izločanja zunajceličnih encimov, ki so ključni za številne industrijske procese. Ti encimi delujejo kot biokatalizatorji pri kemijskih reakcijah in so nepogrešljivi pri metaboličnih procesih (Akst, 2014). Poleg encimov ta bakterija proizvaja raznovrstne drugotne metabolite, med katerimi izstopa- ta platensimicin in platencim. Oba navede- na metabolita sta nedavno odkrita naravna proizvoda, ki služita kot pomembna an- tibiotika (Akst, 2014) z delovanjem, ki ga trenutna zdravila ne uporabljajo. Obe spo- jini sta močna zaviralca bakterijske sinteze maščobnih kislin. Platensimicin in platen- cim sta učinkovita proti širokemu spektru grampozitivnih patogenov, vključno z vrsto patogenih stafilokokov Staphylococcus aure- us, odporno proti meticilinu, in enterokoki, odpornimi proti vankomicinu. Ne kažeta navzkrižne odpornosti z drugimi komer- cialno dostopnimi antibiotiki (Wang in sod., 2007). Navzkrižna odpornost (cross- -resistance) je pojav, ko organizmi posta- nejo odporni proti več različnim zdravilom ali antibiotikom, ker so razvili mehanizme odpornosti, ki delujejo proti več različnim učinkovinam. Transglutaminaza Zgodovina raziskav transglutaminaze sega v leto 1959, ko so raziskovalci prvič prepozna- li ta encim v jetrih morskih prašičkov. Ven- dar so bili postopki čiščenja in pridobivanja transglutaminaze zahtevni in dragi, kar je vplivalo na ceno končnih izdelkov. To je spodbudilo raziskovalce k iskanju drugačnih virov tega encima. Leta 1989 so raziskovalci odkrili, da je mo- goče transglutaminazo pridobiti iz bakterije Streptomyces sp. Od takrat so transglutami- nazo prepoznali v različnih organizmih, tudi v živalskih in rastlinskih tkivih ter mikroorganizmih (Iancu in sod., 2009). Do leta 2011 so kot vire transglutaminaze prepoznali bakterije, kot so Streptomyces li- vidans, Escherichia coli, Corynebacterium glu- tamicum, in metilotropske kvasovke (Liu in sod., 2011). Bakterije rodu Streptomyces izločajo trans- glutaminazo v obliki neaktivnega proencima (cimogen). Ta se aktivira ob biokemijskih spremembah, ki razkrivajo njeno aktivno mesto. Preoblikovanje iz neaktivne v aktiv- no obliko je doseženo z uporabo signalnega peptida (Liu in sod., 2011). Transglutami- naza katalizira tvorbe prečnih vezi med fi- brilarnimi proteini (Slovenski medicinski slo- var, 2012). Transglutaminaza katalizira tvorbo izopepti- dnih vezi med prosto aminoskupino in acil- no skupino, pri čemer kot produkt nastane še amonijak. Osnovni produkt teh reakcij so trirazsežnostne proteinske mreže, ki imajo pomembno vlogo pri tvorbi različnih biolo- ških struktur, kot so krvni strdki, lasje in koža. Biokemijske reakcije transglutaminaze Slika 1: Streptomyces platensis pod optičnim mikroskopom. Foto: Lang, 2017. Slika 2: Geosmin – hlapni metabolit, ki ga izloča S. platensis, in ga zaznamo po dežju kot značilni vonj po zemlji. Slika 3: Streptomyces platensis v tekočem gojišču. Foto: Lang, 2017. 158 ■ Proteus 86/3, 4 • November, december 2023 159Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije • BiotehnologijaBiotehnologija • Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije geosmin, hlapni metabolit. Geosmin, organ- ska spojina, ki jo proizvajajo aktinobakterije, je odgovoren za vonj po zemlji, ki se spro- sti ob deževju, ko mikroorganizmi odmrejo (Gerritsen, 2003). Kemijsko je geosmin bi- ciklični alkohol (slika 2), ki se po IUPAC- -ovi nomenklaturi imenuje 4,8a-dimethyl- -decahydronaphthalen-4a-ol. Proizvodnja drugotnih metabolitov in njihova vloga v biotehnologiji Drugotni metaboliti so organske spojine, ki jih mikroorganizmi proizvajajo, čeprav niso bistveni za njihovo osnovno preživetje. Nji- hova biosinteza se običajno sproži v poseb- nih fazah rasti ali kot odgovor na določene razmere, ki niso nujno povezane s hitrostjo rasti. Pri S. platensis in podobnih organiz- mih je zanimivo, da je proizvodnja teh me- tabolitov najvišja, ko primanjkuje hranilnih snovi v gojišču. Proizvodnja drugotnih me- tabolitov običajno doseže vrhunec proti kon- cu faze rasti, natančneje v stacionarni fazi, ko se število celic v populaciji ne povečuje več. Streptomyces platensis in sorodne bakterije so pomembni proizvajalci drugotnih meta- bolitov, ki imajo možnosti široke uporabe, vključno v biotehnoloških in farmacevtskih procesih. Drugotni metaboliti so zanimivi predvsem v industriji, in sicer v proizvodnji antibiotikov, mikotoksinov in pigmentov. Razumevanje mehanizmov, ki sprožijo pro- izvodnjo teh metabolitov, je ključno za na- daljnji razvoj v biotehnologiji, genetiki in inženirstvu proteinov ter pri raziskavi novih antibiotikov, ki lahko pomagajo v boju proti bakterijskim okužbam dihal. Streptomyces platensis je znana po svoji spo- sobnosti izločanja zunajceličnih encimov, ki so ključni za številne industrijske procese. Ti encimi delujejo kot biokatalizatorji pri kemijskih reakcijah in so nepogrešljivi pri metaboličnih procesih (Akst, 2014). Poleg encimov ta bakterija proizvaja raznovrstne drugotne metabolite, med katerimi izstopa- ta platensimicin in platencim. Oba navede- na metabolita sta nedavno odkrita naravna proizvoda, ki služita kot pomembna an- tibiotika (Akst, 2014) z delovanjem, ki ga trenutna zdravila ne uporabljajo. Obe spo- jini sta močna zaviralca bakterijske sinteze maščobnih kislin. Platensimicin in platen- cim sta učinkovita proti širokemu spektru grampozitivnih patogenov, vključno z vrsto patogenih stafilokokov Staphylococcus aure- us, odporno proti meticilinu, in enterokoki, odpornimi proti vankomicinu. Ne kažeta navzkrižne odpornosti z drugimi komer- cialno dostopnimi antibiotiki (Wang in sod., 2007). Navzkrižna odpornost (cross- -resistance) je pojav, ko organizmi posta- nejo odporni proti več različnim zdravilom ali antibiotikom, ker so razvili mehanizme odpornosti, ki delujejo proti več različnim učinkovinam. Transglutaminaza Zgodovina raziskav transglutaminaze sega v leto 1959, ko so raziskovalci prvič prepozna- li ta encim v jetrih morskih prašičkov. Ven- dar so bili postopki čiščenja in pridobivanja transglutaminaze zahtevni in dragi, kar je vplivalo na ceno končnih izdelkov. To je spodbudilo raziskovalce k iskanju drugačnih virov tega encima. Leta 1989 so raziskovalci odkrili, da je mo- goče transglutaminazo pridobiti iz bakterije Streptomyces sp. Od takrat so transglutami- nazo prepoznali v različnih organizmih, tudi v živalskih in rastlinskih tkivih ter mikroorganizmih (Iancu in sod., 2009). Do leta 2011 so kot vire transglutaminaze prepoznali bakterije, kot so Streptomyces li- vidans, Escherichia coli, Corynebacterium glu- tamicum, in metilotropske kvasovke (Liu in sod., 2011). Bakterije rodu Streptomyces izločajo trans- glutaminazo v obliki neaktivnega proencima (cimogen). Ta se aktivira ob biokemijskih spremembah, ki razkrivajo njeno aktivno mesto. Preoblikovanje iz neaktivne v aktiv- no obliko je doseženo z uporabo signalnega peptida (Liu in sod., 2011). Transglutami- naza katalizira tvorbe prečnih vezi med fi- brilarnimi proteini (Slovenski medicinski slo- var, 2012). Transglutaminaza katalizira tvorbo izopepti- dnih vezi med prosto aminoskupino in acil- no skupino, pri čemer kot produkt nastane še amonijak. Osnovni produkt teh reakcij so trirazsežnostne proteinske mreže, ki imajo pomembno vlogo pri tvorbi različnih biolo- ških struktur, kot so krvni strdki, lasje in koža. Biokemijske reakcije transglutaminaze Slika 1: Streptomyces platensis pod optičnim mikroskopom. Foto: Lang, 2017. Slika 2: Geosmin – hlapni metabolit, ki ga izloča S. platensis, in ga zaznamo po dežju kot značilni vonj po zemlji. Slika 3: Streptomyces platensis v tekočem gojišču. Foto: Lang, 2017. 160 ■ Proteus 86/3, 4 • November, december 2023 161Biotehnologija • Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije • Biotehnologija so odvisne od različnih dejavnikov, pred- vsem pa od vrednosti pH in temperature. Pomanjkanje transglutminaze ali dejavni- ka XIII povzroči redko genetsko motnjo, ki vpliva na proces strjevanja krvi. V takih primerih je treba bolnikom dodajati trans- glutaminazo, da strjevanje krvi normalizira. Encim transglutaminaza je pritegnil veliko pozornost predvsem zaradi velikih možno- sti v industriji. Uporaba transglutaminaze v prehrambeni industriji je potrjena s števil- nimi primerjalnimi študijami, ki so poka- zale, da dodatki transglutaminaze izboljšajo funkcionalne lastnosti živil. Uporaba trans- glutaminaze na primer v pekarstvu izboljšu- je kakovost moke, posledično pa tudi teks- turo in volumen kruha, saj encim učinkovito katalizira tvorbo beljakovinskih navzkrižnih povezav. To ugodno prispeva tudi k obstoj- nosti pekovskih izdelkov, izboljšuje reološke (tekočnostne) lastnosti ter prispeva k podalj- šanju roka uporabnosti pekovskih izdelkov. Encim transglutaminaza je uporaben tudi v mlečni industriji. Mlečne beljakovine (na primer kazein) uporabljajo kot substrat za izboljšanje lastnosti penjena, emulgiranja in želiranja različnih živil. V jogurtih se na primer uporablja za preprečevanje sinereze in za utrjevanje ali mehčanje struktur. Si- nereza se zgodi, ko se v jogurtu loči voda in nastanejo grudice. Transglutaminaza pa prepreči, da bi se voda ločila, tako da jogurt ostane gladek in kremast. Transglutaminaza kaže izjemno vsestran- skost, saj jo uporabljajo v tkivnem inženi- ringu, tekstilni in usnjarski industriji ter proizvodnji biotehnoloških orodij. Raziska- ve na tem področju nenehno razkrivajo nove uporabe te encimske aktivnosti, kar še do- datno povečuje njene možnosti v različnih industrijskih panogah. Testiranje razmer gojenja S. platensis in aktivnost transglutaminaze Bakterije Streptomyces v naravnem in ume- tnem okolju uspevajo v milih razmerah, to je pri pH od 6,5 do 8,0 in v temperaturnem območju od 25 do 35 stopinj Celzija. Za S. platensis je značilna proizvodnja zunajcelič- nih encimov, ki se uporabljajo v industriji. V eksperimentalnem delu nas je zanimalo, kako sprememba pH v celični suspenziji S. platensis (slika 3) vpliva na maso celic S. platensis, kakšna je aktivnost encima transglutaminaza in kolikšna je koncentraci- ja skupnih proteinov v bakterijski suspenziji S. platensis. Celična suspenzija S. platensis je bila inku- birana v inkubacijskem stresalniku osem dni pri temperaturi 28 stopinj Celzija in ob ra- hlem stalnem stresanju. Na sliki 4 je pred- stavljena shema poteka eksperimentalnega dela. Po treh izvedbah (slika 5), pri kate- rih smo pri inkubiranju celične suspenzije S. platensis spreminjali razmere pH, je bilo ugotovljeno, da ko se je pH celične suspen- zije zniževal, so koncentracija proteinov, aktivnost transglutaminaze in prirast suhe mase celic naraščale. Po treh različnih izvedbah se je pokazalo, da je za gojenje celične suspenzije S. platen- sis najugodnejši začetni pH 6,7 in inkubi- ranje pri temperaturi 28 stopinj Celzija ob rahlem stresanju ter brez dodatnega spre- minjanja pH. Spreminjanje oziroma urav- navanje pH na začetku ali med celotnim inkubiranjem celične suspenzije S. platen- sis ni ugodno za uspešno gojenje bakterije S. platensis, saj se celotni proces pospeši in bakterije hitreje propadejo. Iz pridobljenih eksperimentalnih rezultatov (Lang, 2017) smo potrdili, da je za gojenje celic in pridobivanje encimov ter proteinov iz bakterijske suspenzije S. platensis najbolj ugodno inkubiranje pri milih razmerah, pri temperaturi 28 stopinj Celzija, ob rahlem stresanju in pri pH gojišča z začetno vre- dnostjo 6,7. Spreminjanje pH gojišča ni bilo najbolj primerno za gojenje celic S. platensis, saj so celice začele hitreje propadati in od- dajati neprijeten vonj po razpadanju. Literatura: Akst, J., 2014: How a Microbe Resists Its Own Antibiotics. The Scientist. https://www.the-scientist. com/daily-news/how-a-microbe-resists-its-own- antibiotics-37929. Gerritsen, B. V., 2003: The earth‘s perfume. http://web. expasy.org/spotlight/back_issues/035/. Kämpfer, P., 2006: The family Streptomycetaceae, part I: taxonomy. The prokaryotes, 3: 538-604. Iancu, C., Butu, N., Bahrim, G., 2009: Preliminary studies regarding transglutaminase synthesis by polar Slika 5: Shema razdelitve laboratorijskega dela v tri izvedbe. Narisala: Lang, 2017. Slika 4: Shema eksperimentalnega dela v laboratoriju. Narisala: Lang, 2017. 160 ■ Proteus 86/3, 4 • November, december 2023 161Biotehnologija • Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije • Biotehnologija so odvisne od različnih dejavnikov, pred- vsem pa od vrednosti pH in temperature. Pomanjkanje transglutminaze ali dejavni- ka XIII povzroči redko genetsko motnjo, ki vpliva na proces strjevanja krvi. V takih primerih je treba bolnikom dodajati trans- glutaminazo, da strjevanje krvi normalizira. Encim transglutaminaza je pritegnil veliko pozornost predvsem zaradi velikih možno- sti v industriji. Uporaba transglutaminaze v prehrambeni industriji je potrjena s števil- nimi primerjalnimi študijami, ki so poka- zale, da dodatki transglutaminaze izboljšajo funkcionalne lastnosti živil. Uporaba trans- glutaminaze na primer v pekarstvu izboljšu- je kakovost moke, posledično pa tudi teks- turo in volumen kruha, saj encim učinkovito katalizira tvorbo beljakovinskih navzkrižnih povezav. To ugodno prispeva tudi k obstoj- nosti pekovskih izdelkov, izboljšuje reološke (tekočnostne) lastnosti ter prispeva k podalj- šanju roka uporabnosti pekovskih izdelkov. Encim transglutaminaza je uporaben tudi v mlečni industriji. Mlečne beljakovine (na primer kazein) uporabljajo kot substrat za izboljšanje lastnosti penjena, emulgiranja in želiranja različnih živil. V jogurtih se na primer uporablja za preprečevanje sinereze in za utrjevanje ali mehčanje struktur. Si- nereza se zgodi, ko se v jogurtu loči voda in nastanejo grudice. Transglutaminaza pa prepreči, da bi se voda ločila, tako da jogurt ostane gladek in kremast. Transglutaminaza kaže izjemno vsestran- skost, saj jo uporabljajo v tkivnem inženi- ringu, tekstilni in usnjarski industriji ter proizvodnji biotehnoloških orodij. Raziska- ve na tem področju nenehno razkrivajo nove uporabe te encimske aktivnosti, kar še do- datno povečuje njene možnosti v različnih industrijskih panogah. Testiranje razmer gojenja S. platensis in aktivnost transglutaminaze Bakterije Streptomyces v naravnem in ume- tnem okolju uspevajo v milih razmerah, to je pri pH od 6,5 do 8,0 in v temperaturnem območju od 25 do 35 stopinj Celzija. Za S. platensis je značilna proizvodnja zunajcelič- nih encimov, ki se uporabljajo v industriji. V eksperimentalnem delu nas je zanimalo, kako sprememba pH v celični suspenziji S. platensis (slika 3) vpliva na maso celic S. platensis, kakšna je aktivnost encima transglutaminaza in kolikšna je koncentraci- ja skupnih proteinov v bakterijski suspenziji S. platensis. Celična suspenzija S. platensis je bila inku- birana v inkubacijskem stresalniku osem dni pri temperaturi 28 stopinj Celzija in ob ra- hlem stalnem stresanju. Na sliki 4 je pred- stavljena shema poteka eksperimentalnega dela. Po treh izvedbah (slika 5), pri kate- rih smo pri inkubiranju celične suspenzije S. platensis spreminjali razmere pH, je bilo ugotovljeno, da ko se je pH celične suspen- zije zniževal, so koncentracija proteinov, aktivnost transglutaminaze in prirast suhe mase celic naraščale. Po treh različnih izvedbah se je pokazalo, da je za gojenje celične suspenzije S. platen- sis najugodnejši začetni pH 6,7 in inkubi- ranje pri temperaturi 28 stopinj Celzija ob rahlem stresanju ter brez dodatnega spre- minjanja pH. Spreminjanje oziroma urav- navanje pH na začetku ali med celotnim inkubiranjem celične suspenzije S. platen- sis ni ugodno za uspešno gojenje bakterije S. platensis, saj se celotni proces pospeši in bakterije hitreje propadejo. Iz pridobljenih eksperimentalnih rezultatov (Lang, 2017) smo potrdili, da je za gojenje celic in pridobivanje encimov ter proteinov iz bakterijske suspenzije S. platensis najbolj ugodno inkubiranje pri milih razmerah, pri temperaturi 28 stopinj Celzija, ob rahlem stresanju in pri pH gojišča z začetno vre- dnostjo 6,7. Spreminjanje pH gojišča ni bilo najbolj primerno za gojenje celic S. platensis, saj so celice začele hitreje propadati in od- dajati neprijeten vonj po razpadanju. Literatura: Akst, J., 2014: How a Microbe Resists Its Own Antibiotics. The Scientist. https://www.the-scientist. com/daily-news/how-a-microbe-resists-its-own- antibiotics-37929. Gerritsen, B. V., 2003: The earth‘s perfume. http://web. expasy.org/spotlight/back_issues/035/. Kämpfer, P., 2006: The family Streptomycetaceae, part I: taxonomy. The prokaryotes, 3: 538-604. Iancu, C., Butu, N., Bahrim, G., 2009: Preliminary studies regarding transglutaminase synthesis by polar Slika 5: Shema razdelitve laboratorijskega dela v tri izvedbe. Narisala: Lang, 2017. Slika 4: Shema eksperimentalnega dela v laboratoriju. Narisala: Lang, 2017. 162 ■ Proteus 86/3, 4 • November, december 2023 163Razmišljanje o življenju in smrti • EvtanazijaBiotehnologija • Streptomyces platensis kot naravni vir za biotehnološke aplikacije Evtanazija • Razmišljanje o življenju in smrti filamentous bacteria of the genus Streptomyces sp. Innovative Romanian Food Biotechnology, 4: 12–15. Kieser, T., Bibb, M. J., Buttner, M. J., Chater, K. F., Hopwood, D. A., 2000: Practical streptomyces genetics. Norwich: John Innes Foundation. Lang, V., 2017: Pridobivanje transglutaminaze iz bakterije streptomyces platensis. Magistrsko delo. Maribor: Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravoslovje in matematiko. Liu, S., Zhang, D., Wang, M., Cui, W., Chen, K., Liu, Y., Zhou, Z., 2011: The pro-region of Streptomyces hygroscopicus transglutaminase affects its secretion by Escherichia coli. FEMS microbiology letters, 324 (2): 98-105. Schrempf, H., 2006: The family Streptomycetaceae, part II: molecular biology. Prokaryotes, 3: 605-622. Sodelavci Medicinske fakultete v Ljubljani in drugi, 2012: Slovenski medicinski slovar. Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Medicinska faluteta. http://www.termania. net/slovarji/slovenski-medicinski slovar/5540078/ streptomyces. Wang, J., Kodali, S., Lee, S. H., Galgoci, A., Painter, R., Dorso, K., Singh, S. B., 2007: Discovery of platencin, a dual FabF and FabH inhibitor with in vivo antibiotic properties. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104 (18): 7612-7616. Vida Lang je mlada raziskovalka na Univerzi v Mariboru. Svoje delo usmerja v področja biologije, kemije in naravoslovja. Aktivno sodeluje na Fakulteti za naravoslovje in matematiko kot asistentka in raziskovalka, zlasti na področju didaktike biologije. V svoji magistrski nalogi iz kemije se je osredotočila na pridobivanje encimov in sekundarnih metabolitov iz bakterij. V magistrski nalogi iz biologije je izvedla raziskavo o motivaciji slovenskih dijakov za poučevanje biologije, kar priča o njenem interdisciplinarnem pristopu k raziskavam na področju didaktike. Z izkušnjami iz poučevanja v osnovnih šolah in željo po razširitvi znanja se je vpisala na doktorsko šolo. V svojem doktorskem delu se osredotoča na raziskovanje uporabe pametnih mobilnih telefonov za poučevanje biologije. Njeno delo kaže širok spekter zanimanj in strokovnosti na področju bioloških in ekoloških znanosti, didaktike ter uporabe tehnologije v izobraževanju. Razmišljanje o življenju in smrti Poskus vpeljave evtanazije v Slovenijo Zvonka Zupanič Slavec Življenje je največ, kar imamo. Tudi življenje s težjo neozdravljivo boleznijo je lepo in ga bolniki radi živijo. Zahodna družba se izjemno hitro spremi- nja, s spremembami, ki so klasični družbi vse prej kot blizu, pa prihaja tudi sprejema- nje zakonov o evtanaziji ali »dobri«, umetno povzročeni smrti. Na zahodu zagovorniki evtanazije govorijo o hudem trpljenju sta- rejših in neozdravljivo bolnih kakor tudi o človekovi pravici, da sam odloča o času in načinu smrti. Življenje pa je eno samo, en- kratno in nepovrnljivo, zato toliko bolj dra- goceno. Ker je nepovratno, so po svetu tudi večinoma ukinili smrtno kazen. Zgodovinski pogledi Pogled na življenje v času in z izkušnjami od Hipokrata dalje kaže na pomen skrb- no oblikovanih etičnih norm za ohranjanje njegove nedotakljivosti. Tudi Hipokrato- va prisega je bila pred približno dva tisoč tristo leti sprejeta z namenom, da zavezuje zdravniški stan v njegovem osrednjem po- slanstvu, da torej skrbi za zdravje bolnika in mu na noben način ne škoduje: primum nil nocere. Zahodna civilizacija je dosegla svoje izjemne rezultate prav s humanizmom, kjer imajo tudi šibkejši člani družbe pravi- co do življenja. V več kot dveh tisočletjih je zdravnik ohranjal plemenito hipokratično poslanstvo in tudi bolnikovo zaupanje do zdravnika temelji na tem. Obstajajo pa tu- di obdobja in posamezniki, ki so predvsem na filozofski ravni gojili drugačno mišljenje oziroma drugačen odnos do življenja. Tako sta na primer imela že vodilna antična mi- sleca Aristotel in Platon nekoliko različna pogleda na konec človeškega življenja. Znan je tudi neprizanesljiv odnos do slabotnih dojenčkov v antični vojaški državici Špar- ti, ker so želeli imeti zdrave vojake. Srednji vek je v zahodni civilizaciji temeljil na ka- toliški morali in etiki s skrbjo za šibkejše. Dragocenost njihovega življenja je zagovarjal krščanski mislec Tomaž Akvinski, ki ni do- puščal niti samomora. Zablode: od evgenike do holokavsta Med misleci osemnajstega in devetnajstega stoletja pa se že pojavijo različni pogledi na evtanazijo, odklonilni pri Immanuelu Kan- tu ter pozitivni pri Friedrichu Nietzscheju. Darwinova evolucijska teorija in začetki genetike so spodbudili ustvarjalce zamisli o razmnoževanju le genetsko zdravih lju- di, evgeniko. Ta filozofska ideja je po prvi svetovni vojni, obremenjeni z demografsko krizo in željo po zdravem narodu, pripelja- la v Nemčiji najprej do prisilne sterilizacije množice šibkejših, lakoto pa je Nemčija v času weimarske republike po azilnih usta- novah že reševala s plinskimi usmrtitvami prizadetih. To je Hitler uporabil tudi kot »pot do čiste rase« in v holokavstu druge svetovne vojne žrtvoval približno šest mili- jonov ljudi. V začetku druge svetovne voj- ne je isti diktator sprejel zakon o evtanaziji (1939–1941) za pokončanje šibkejših, tako imenovanih manjvrednih ljudi oziroma ne- koristnih jedcev s približno tristo tisoč žr- tvami, za izvedbo česar so določili zdravni- ke. Številni so se upirali in za sabo puščali pisne sledi zavračanja, kar jih je tudi rešilo na sodnih procesih zločinov proti človeštvu, nekaj pa jih je bilo obsojenih. Nikakor ne želim te najbolj drastične evtanazijske izku- šnje primerjati z današnjimi prizadevanji za evtanazijo. A gotovo je zapisano tudi takrat ušlo izpod nadzora, prvotni nameni najver- jetneje niso bili tako drastični. Dr. Alfred Šerko leta 1921 o evtanaziji Tudi besedilo (1921) slovenskega veleuma in erudita, zdravnika in filozofa prof. dr. Al- freda Šerka, ki je bil tudi rektor ljubljanske univerze in med pionirji novoustanovljene Medicinske fakultete (1919), še danes odra- ža visoke humanistične poglede na človeko- vo življenje in njegovo nedotakljivost. Med drugim piše: »Mar me je klical bolnik zato k sebi, da ga naj zastrupim? In zakaj ravno sentimentalni morfin? – zakaj ne kar sekire ali pa mesarskega noža, saj gre vendar edi- nole za evtanazijo, za lahko in sladko umi- ranje.« Nadalje piše: »Človek je priklenjen na svoje življenje z vse drugačnimi silami kakor na primer na svojo družino, na svo- je premoženje, na svoje svetovno naziranje. Želja živeti je najgloblji in najintenzivnejši instinkt, nedostopen intelektualnim razla- gam in logičnim konkluzijam.« In še: »Z javnim priznanjem dopustnosti evtanazije bi se polastil vseh bednih bolnikov blazen strah pred zdravništvom …« Fenomen drsečega klanca A gre za tako imenovani fenomen drsečega klanca, ko stvari postopoma postajajo vse bolj sprejemljive in se od prvotne zamisli