Polyhydroxyalkanoáty (PHA) jsou polyestery produkované mnoha prokaryoty s velkým potenciálem nahradit současné petrochemické plasty. Bohužel pouze polovina PHA cyklu, a to degradace, je popsána dostatečně podrobně, zejména z pohledu bioinformatiky. Zatímco databáze PHA depolymeráz již existuje, její protějšek shrnující PHA syntázy, enzymy zodpovědné za biosyntézu polymerů, chybí. Tento nedostatek základních znalostí představuje problém při vývoji nových technologických procesů pro udržitelnou produkci pokročilých PHA materiálů. V projektu navrhneme robustní výpočetní pipeline pro analýzu všech v současnosti dostupných prokaryotních genomů, abychom navrhli novou klasifikaci PHA syntáz. Navíc budeme experimentálně charakterizovat desítky mikroorganismů a mikrobiálních konsorcií produkujících PHA a provedeme řadu in vitro a in vivo experimentů pro popis vlastností jednotlivých PHA syntáz. Dále budeme analyzovat materiálové vlastnosti polymerů syntetizovaných různými syntázami. Nakonec vyvineme komplexní databázi PHA syntáz umožňující výpočetní analýzy biologických sekvencí.

Description in English
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are polyesters produced by many prokaryotes with great potential to replace current petrochemical plastics. Unfortunately, only half of the PHA cycle, namely degradation, has been described in sufficient detail, especially from a bioinformatics perspective. While a database of PHA depolymerases already exists, its counterpart summarizing PHA synthases, the enzymes responsible for polymer biosynthesis, is lacking. This lack of basic knowledge poses a challenge in the development of new technological processes for the sustainable production of advanced PHA materials. In this project, we will design a robust computational pipeline to analyze all currently available prokaryotic genomes to propose a new classification of PHA synthases. In addition, we will experimentally characterize dozens of PHA-producing microorganisms and microbial consortia and perform a series of in vitro and in vivo experiments to describe the properties of individual PHA synthases. We will also analyze the mat

Keywords
polyhydroxyalkanoáty; syntáza; databáze; environmentální biotechnologie; průmyslová biotechnologie; biodegradace; bioinformatika; genetické inženýrství

Key words in English
polyhydroxyalkanoates; synthase; databases; environmental biotechnology; industrial biotechnology; biodegradation; bioinformatics; genetic engineering

25-17459M

Czech

Sedlář Karel, doc. Mgr. Ing., Ph.D. - principal person responsible
Buchtíková Iva, Ing., Ph.D. - fellow researcher

Department of Biomedical Engineering
- responsible department (19.3.2024 - not assigned)
Institute of Food Science and Biotechnology
- co-beneficiary (1.1.2025 - not assigned)
Department of Biomedical Engineering
- beneficiary (19.3.2024 - not assigned)

Responsibility: Sedlář Karel, doc. Mgr. Ing., Ph.D.