Biosynthesis of protein coatings using bacteria Lactobacillus rhamnosus GG and archaea Halobacterium salinarum

W niniejszej pracy przedstawiono zakres badań, które podjęto w celu wytworzenia pokryć białkowych na modelowym szklanym podłożu z wykorzystaniem dwóch niechorobotwórczych mikroorganizmów, Lactobacillus rhamnosus GG oraz Halobacterium salinarum. W trakcie syntezy zoptymalizowano czas hodowli badanych mikroorganizmów, procedurę ekstrakcji niepożądanych składników komórkowych oraz ustalono najbardziej odpowiednią temperaturę wygrzewania próbek. Podjęte działania umożliwiły uzyskanie materiałów o największym szczelnym zakryciu podłoża. Struktury scharakteryzowano technikami pozwalającymi na fizyczną ocenę stanu powierzchni z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (po napyleniu złotem) oraz mikroskopii optycznej (po wybarwieniu struktur białkowych fioletem krystalicznym). Natomiast przy użyciu spektroskopii UV-VIS oraz IR oceniono oczyszczenie materiałów z niebiałkowych komponentów oraz określono skład chemiczny właściwych pokryć. Na koniec wybrano dwa najlepsze układy o najbardziej porowatej strukturze i najszczelniejszemu pokryciu szklanego podkładu. W celu oceny ich biokompatybilności, zbadano wpływ tych materiałów na wzrost komórek ssaczych.

The objective of this thesis is to presents the scope of research undertaken to produce protein coatings on a model glass substrate using two non-pathogenic microorganisms, Lactobacillus rhamnosus GG and Halobacterium salinarum. During the synthesis, the culture time of the tested microorganisms, the procedure for the extraction of unwanted cellular components were optimized, and the most appropriate heating temperature of the samples was determined. The actions taken made it possible to obtain materials with the largest tight cover of the substrate. The structures were characterized by techniques allowing for physical assessment of surface condition using scanning electron microscopy (after gold sputtering) and optical microscopy (after staining protein structures with crystal violet). However, using UVVIS and IR spectroscopy, the purification of materials from non-protein components was assessed and the chemical composition of the appropriate coatings was determined. Finally, the two best systems with the most porous structure and the tightest coating of the glass backing were selected. In order to assess their biocompatibility, the effect of these materials on the growth of mammalian cells was investigated.