Rhodopsin-Guanylyl-Zyklasen (RGCs) gehören zur Familie der Enzymrhodopsine, welche sich durch eine Lichtregulation ihrer Enzymaktivität durch ein Rhodopsin (Rh) auszeichnen. Das membranständige Rh ist hierbei mit einer Guanylylzyklase (GC) verbunden, welches nach Lichtaktivierung des Rh GTP zu zyklisiertem GMP (cGMP) umsetzt. Der sekundäre Botenstoff cGMP sowie das verwandte cAMP spielen eine wichtige Rolle in einer Vielzahl von biologischen Prozessen. Die lichtgesteuerte Kontrolle dieser Botenstoffe bietet der Optogenetik somit eine Möglichkeit zur Erforschung ihrer Signalwege und könnte so den Weg zu medizinisch nutzbaren Erkenntnissen weisen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine RGC, gefunden im Genom des Pilzes Catenaria anguillulae aus der Abteilung der Blastocladiomycota, spektroskopisch untersucht. Zu diesem Zweck wurde ein FTIR- und UV-Vis-spektroskopischer Messaufbau entwickelt, der eine parallele Aufzeichnung von UV-Vis- und FTIR-Spektren an derselben Proteinprobe erlaubt. Neben konventionellen Belichtungsmethoden, wurde ein durchstimmbarer Hochleistungspulslaser integriert, welcher den praktisch simultanen Umsatz der Proteinprobe erlaubt. Um auch früheste Prozesse spektroskopisch zu erfassen, wurde zusätzlich ein Hochdruck-Heliumkryostat integriert, der Messungen bis unterhalb des Siedepunkts von Helium ermöglicht (bis ~3 K). Nach der UV-Vis- und FTIR-spektroskopischen Charakterisierung der Photointermediate konnte ein Modell des Photozyklus abgeleitet werden, während Messungen an trunkierten Varianten eine aktive Rolle des N-Terminus in der Enzymregulation aufzeigten. Unter Verwendung eines photolabilen und nichtumsetzbaren GTP-Substrats konnte die Aktivität von RGC und freiem GC in Echtzeit spektroskopisch untersucht werden. Neben der Identifizierung des aktiven Zustands wurde entgegen bisheriger Annahmen gezeigt, dass GTP schon vor Lichtaktivierung an RGC bindet. Die Lichtregulation erfolgt demnach direkt über Modifikationen in der Bindetasche und nicht deren Zugänglichkeit. Ein Aktivierungsmechanismus wurde skizziert, der sowohl die hier vorgelegten Ergebnisse, als auch Ergebnisse vorhergehender Untersuchungen kombiniert. / Rhodopsin guanylyl cyclases (RGCs) belong to the family of enzymerhodopsins, which are characterized by light regulation of their enzyme activity by a rhodopsin (Rh). The embrane-bound Rh is linked to a type III guanylyl cyclase (GC). Upon light activation of Rh, inhibition of GC is abolished and conversion of GTP to cyclic GMP (cGMP) is initiated. The secondary messengers cGMP and the closely related cAMP play important roles in a variety of biological processes. Hence, light-controlled regulation of these messengers provides an opportunity to investigate their signaling pathways using optogenetics and could pave the way for medically useful findings. In this work, a RGC found in the genome of the fungus Catenaria anguillulae from the division of Blastocladiomycota was spectroscopically investigated. For this purpose, an FTIR and UV-Vis spectroscopic measurement setup was developed which supports parallel recording of UV-Vis and FTIR spectra of the same protein sample. In addition to conventional illumination methods, a tunable high-power pulse laser was integrated which allows virtually simultaneous turnover of the protein sample due to its pulse duration in the nanosecond and power in the megawatt range. To investigate the earliest molecular processes a high-pressure helium cryostat was integrated which allows measurements down to below the boiling point of helium (~3 K). Based upon the UV-Vis and FTIR spectroscopic characterization of the photointermediates, a model of the photocycle was derived, while experiments on truncated variants revealed an active role of the N-terminus in enzyme regulation. Using a photolabile and non-convertible GTP substrate, the activity of RGC and free GC could be investigated spectroscopically in real time. In addition to identifying the active state, it was shown, contrary to previous assumptions, that GTP binds to RGC even before light activation. Thus, light regulation occurs directly via modifications in the binding pocket rather than its accessibility. An activation mechanism was outlined that combines both the results presented here and results of previous studies.

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Plastskräp har blivit ett global problem på grund av nedskräpning och otillräcklig avfallshantering. Användning av biologiskt nedbrytbart material kan underlätta problemet, även om det inte är en universallösning. Produkter gjorda av biologiskt nedbrytbart material skall ändå till avfallshantering eftersom nedbrytningen kan vara långvarig och variera mycket beroende av omgivningen. Därmed är användningen av biologiskt nedbrytbart material endast berättigat då det är svårt att samla in materialet eller avskilja det från organiskt material. Studiens mål var att undersöka biologiskt nedbrytbara material som kan användas i produkter som fungerar under många olika driftsförhållanden och inte kan återställas efter användning. I den litterära delen av denna studie definieras nedbrytning genom egenskaper och förhållanden som påverkar nedbrytningsprocessen. Nedbrytning av polyestrar och cellulosa och de standardprocessarna som används i nedbrytningsexperimenten betraktades. Standardprocesserna för nedbrytning studerades för att få en klarare inblick i den eftertraktade nedbrytningsgraden och de standardiserade förhållandena för nedbrytningen i olika miljöer. En sammanfattning av olika nedbrytningsexperiment och analysmetoder är också inkluderade för att försäkra att experimenten som utfördes är både giltiga och jämförbara med andra forskningsresultat inom fältet. I detta forskningsprojekt utfördes nedbrytningsexperiment i färskvatten- och hemkompostmiljöer. Målet med projektet var att bedöma ifall materialen kunde brytas ned i ett brett spektrum av miljöer, ifall de var mindre skadliga för naturen än konventionella material som används av dagens industri och för att uppskatta nedbrytningstakten. Nedbrytningstiden var 140 dagar och experimentet utfördes med 10 olika material: betecknade som A-J. Materialen analyserades 8 gånger under nedbrytningsperioden förutom materialen I och J som analyserades en gång efter 140 dagar. Materialen analyserades mekaniskt, strukturellt och termiskt med hjälp av dragprovning, FTIR och DSC. Provernas viktförändring bestämdes också. Nedbrytning observerades visuellt från provernas yta och genom mekaniska prover. Materialen som placerades i hemkomposten visade klara tecken på nedbrytning då färgen hade förändrats och förstärkningsfibrerna hade blivit synliga. Materialen som placerats i hemkompostmiljö visade också klara tecken på tillväxt av mikroorganismer och biomassa som uppstått på ytan av materialen. Sammanfattningsvist, visade materialen B, C och G de mest lovande resultaten med klara tecken på biologisk nedbrytning och de hade en snabbare nedbrytningstakt än de andra materialen som undersöktes. Material D visade klara tecken på biologisk nedbrytning på ytan men dess nedbrytningstakt var uppskattad att vara mycket långsammare. Därmed rekommenderas det att använda material A, B, D och G istället för konventionella icke biologiskt nedbrytbara material. Dessa material har potential att sänka den negativa inverkan och de långsiktiga riskerna av plastskräp för miljön. / Plastic debris has become a global crisis due to littering and misplaced waste management. The use of biodegradable materials can ease the problem, but it is not always the answer. Products made of biodegradable materials are still to be waste managed since biodegradation can be a long process and is highly dependent on the environment conditions. Hence, the use of biodegradable materials is justified only when retrieving the product after use is impossible or prohibitively expensive or separating it from organic matter is difficult. This study was made to investigate biodegradable materials that can be used in products that are operating in broad range of operational conditions and cannot be retrieved back after use in most cases. In the literature part of this study the biodegradation is defined along with properties and conditions that affect the biodegradation process. Biodegradation of polyesters and cellulose, and standards used in the biodegradation experiments were reviewed. Biodegradation standards were studied in order to have a clearer picture of the pursued degree of biodegradation and standardized properties in the biodegradation experiments. Review of different biodegradation tests and analysis methods are included as well to ensure that the experiments performed in this work are valid and comparable with other biodegradation studies.  In this study, the biodegradation experiment was conducted in freshwater and home compost environments. The aim was to determine if the materials were able to biodegrade in wide range of environments, to make sure they are less harmful than the conventional materials used in the industry and to estimate the rate of biodegradation. The duration of the experiments were 140 days with 10 different materials: A – J. The materials were analyzed 8 times during the aging period, except materials I and J, which were analyzed only once after 140 days. The samples were analyzed mechanically, structurally, and thermally using tensile test, FTIR and DSC measurements, respectively. Also, the samples weight changes were analyzed.  The degradation was visually observed from the surfaces of the samples and from mechanical testing in both experimental environments. Home compost environment showed clear signs of biodegradation where reinforcement fibers became visible and changed the color of some of the samples. Also, home compost samples had microorganisms growing on them, and biomass was developing around them. To conclude, material B, C and G had the most promising results with clear signs of biodegradation and had faster estimated biodegradation rate compared with the other studied materials. Material D had signs of biodegradation on the surface as well. However, the biodegradation rate was estimated to be much slower. In conclusion, it is recommended to use the studied materials A, B, D and G instead of the conventional non-biodegradable polymers. These materials have potential to lower the negative impact and long-term risks of plastic debris to the environment.

In der vorliegenden Arbeit wurde der lichtinduzierte Reaktionszyklus des bakteriellen Phytochroms Agp2 aus Agrobacterium tumefaciens mit FTIR‑ und UV‑Vis‑Spektroskopie untersucht. Der Photorezeptor besteht aus einem photosensorischen Modul und einer signalgebenden Histidin-Kinase-Domäne. Das photosensorische Modul bindet das Tetrapyrrol Biliverdin als Chromophor. Der Grundzustand von Agp2 (Pfr, 750 nm) ist gegenüber dem lichtaktivierten Zustand (Pr, 700 nm) rotverschoben, weshalb Agp2 den Bathyphytochromen zugeordnet wird. Die Untersuchungen erfolgten unter Verwendung von Isotopenmarkierung, H/D-Austauschexperimenten und ortsspezifischer Mutagenese. Daraus ließen sich folgende molekulare Änderungen charakterisieren, welche im Reaktionszyklus von Agp2 erfolgen: Die lichtinduzierte Isomerisierung des Chromophors führt zu einem Übergang vom Pfr- in den Pr-Zustand, wobei zwei Intermediate, Lumi‑F und Meta‑F, durchlaufen werden. Neben der Konformationsänderung des Chromophor‑D‑Rings ist auch die C‑Ring-Propionsäureseitenkette an der Photoreaktion beteiligt. Die C-Ring-Propionsäureseitenkette ist im Pfr-Zustand protoniert und wird im Übergang von Meta-F zu Pr deprotoniert. Der Pr-Zustand weist eine pH-Abhängigkeit auf, welche auf die pH-abhängige Ladung des Histidins 278 der Chromophortasche zurückzuführen ist. Je nach Ladung des Histidins 278 wird die Keto‑ bzw. Enolform der C(19)=O‑Gruppe des D‑Rings stabilisiert. Die Keto/Enol-Tautomerie ist auf eine innerhalb des Chromophors erfolgende Protontranslokation zurückzuführen und moduliert die Relaxation in den Pfr-Zustand. Änderungen der Amid-I-Absorption im Pfr-Pr-Übergang werden der Umstrukturierung der Tongue-Region des photosensorischen Moduls von einer Alpha-helikalen zu einer Beta‑Faltblatt-Struktur zugeordnet. Diese Strukturänderung wird als möglicher Weg der proteininternen Signaltransduktion zwischen photosensorischem und signalgebendem Modul vorgeschlagen. / In this thesis the light-induced reaction cycle of the bacterial phytochrome Agp2 from Agrobacterium tumefaciens was investigated using FTIR and UV‑vis spectroscopy. The photoreceptor comprises a photosensitive module and a signalling histidine kinase domain. The photosensitive module binds the biliverdin tetrapyrrol as chromophore. The Agp2 ground state (Pfr, 750 nm) is red-shifted in comparison with its light-activated state (Pr, 700 nm). Therefore, Agp2 is assigned to the group of bathy phytochromes. The investigations were conducted using isotopically labelled protein, labelled chromophore as well as hydrogen‑deuterium (H‑D) exchange and site-directed mutagenesis. Based on these the following molecular changes could be characterized that occur in the reaction cycle of Agp2: The light-induced isomerization of the chromophore leads to a transition from the Pfr to the Pr state, involving two intermediates, Lumi-F and Meta-F. Besides conformational changes of the chromophore D-ring, the C-ring propionic side chain is involved in the photoreaction as well. The C-ring propionic side chain is protonated in the Pfr state and gets deprotonated in the Meta-F to Pr transition. The Pr state exhibits pH‑dependent alterations which can be explained by pH dependent polarity changes of histidine 278 in the chromophore pocket. Depending on the charge of histidine, the D‑ring C(19)=O group is stabilized either in keto or enol form. The keto/enol tautomerism involves a proton translocation within the chromophore and modulates the relaxation to the Pfr state. The changes in the amide I region in the Pfr-Pr transition are associated with an alpha‑helix to beta‑sheet secondary structure change of the PHY domain tongue‑region. This structural change is proposed as the potential path of signal transduction between the photosensitive and the signalling module.

Le domaine de la bioénergie moléculaire concerne le transfert et le stockage d’énergie dans les cellules biologiques. Ce projet s’articule autour de la respiration et plus précisément le mécanisme de pompage de sodium et de protons, et son couplage au transfert d’électrons. Premièrement, nous nous sommes intéressés au pompage d’ions sodium par la NADH : quinone oxidoreductase de la bactérie Vibrio cholerae. L’importance de flavines spécifiques et des résidus acides dans le transfert de sodium ont été démontrée. Par la suite, l’interaction entre protéines, notamment le cytochrome c552 et le fragment CuA de l’oxidase de type ba3 de l’organisme Thermus thermophilus a été étudié. Une réorganisation structurelle induit par le transfert d’électron a été démontrée par la spectroscopie IRTF différentielle. Enfin, dans la dernière partie de ce travail, l’interaction au sein du supercomplex bc1-aa3 de la chaîne respiratoire du Corynebacterium glutamicum a été analysée. / The field of molecular bioenergetics deals with the energy transduction in biological cells. In this project, respiration and more specifically proton and sodium pumping enzymes and their coupling to electron transfer have been in focus. First we have been interested in the Na+-pumping NADH:quinone reductase from Vibrio cholerae which is the entry site of electrons in the respiratory chain of several pathogens. The role of specific flavin cofactors and amino acids involved in Na+ transfer has been shown in a combined IR spectroscopic and electrochemical approach. The interaction between proteins, namely the cytochrome c552 and the CuA fragment from the terminal ba3 oxidase from the organism Thermus thermophilus was then investigated. Structural reorganization during electron transfer was revealed by IR spectroscopy. Finally, in the third part of the project the interaction within the bc1-aa3 supercomplex from the respiratory chain from Corynebacterium glutamicum was analyzed.

Le domaine de la bioénergétique concerne l’étude des échanges et des transformations de l’énergie au sein des organismes vivants. Cette thèse propose une étude électrochimique et spectroscopique de protéines issues de la chaine respiratoire, les oxydases terminales, afin de comprendre l’influence de différentes propriétés de ces enzymes (potentiels des cofacteurs, dépendance pH…) sur leur mécanisme réactionnel. La première partie de ce travail décrit le développement d’une méthode d’immobilisation permettant de conserver l’intégrité et l’activité de ces enzymes. Cette technique a d’abord été utilisée pour étudier l’inhibition de la cytochrome aa3 oxydase de P. denitrificans et a permis de mettre en avant l’importance du transfert de protons sur la réaction de réduction de l’oxygène. Une deuxième étude propose de comparer deux isoformes de la cytochrome cbb3 oxydase dont aucune différence n’a été observée à ce jour. La spectroscopie IRTF couplée à l’électrochimie montre l’implication de résidus acides différents au cours de la réaction d’oxydoréduction suggérant des différences mécanistiques. La dernière partie propose une étude comparative d’oxydases terminales de différents types et met en perspective l’influence des potentiels relatifs des hèmes sur la réaction de réduction de l’oxygène. / The field of bioenergetics concerns the study of exchange and transformation of energy in living organisms. This manuscript proposes an electrochemical and spectroscopic study of the fourth complex of the respiratory chain, the terminal oxidases. The aim of this study was to understand the influence of some properties of these enzymes (potential of the cofactors, pH dependency…) on the catalytic mechanism. The first part describes an immobilization procedure which retains the protein activity and structure. This procedure has been applied for the study the inhibition of the proton pathways of cytochrome aa3 oxidase from P. denitrificans and shows the importance of proton transfer on the oxygen reduction. In a second study, two isoforms of cytochrome cbb3 oxidase were compared. No differences were observed between them until now. Our electrochemically induced FTIR spectroscopy study suggests the implication of different acidic residues during the redox reaction implying differences in the mechanism of these enzymes. The last part deals with the comparison of terminal oxidases of different types and shows the influence of the relative order of the midpoint potentials of the hemes on the oxygen reduction.

Die vorliegende Arbeit behandelt die elektrochemische Synthese (elektrochemische Polymerisation und Copolymerisation) und die Charakterisierung der Redox- und sensorischen Eigenschaften neuer funktionalisierter Polymere für die Ionensensorik. Die Funktionalisierung wird sowohl in der Polymer-Hauptkette (Polysalene) als auch in der Polymer-Seitenkette (ein Thiophen-Copolymer: 3-Methylthiophen/6-Hydroxy-2-(2-(3-thienyl)-ethoxy)-acetophenon) dargestellt. Die Redox-Prozesse der funktionalisierten Polymere wurden mit spektroelektrochemischen Methoden: ESR-, UV-Vis-NIR- und FTIR-Spektroelektrochemie charakterisiert. Durch diese Methoden konnten während der elektrochemischen Oxidation von funktionalisierten leitfähigen Polymeren verschiedene Polymer- bzw. Copolymer-Ladungsträger nachgewiesen werden: Polaronen, Bipolaronen beim Thiophen-Copolymer, zwei Polaronen auf einer Polymerkette im Singulettezustand beim Poly(3-methylthiophen) und eine diamagnetische Spin-Spin-Wechselwirkung zwischen ungepaarten Elektronen der Cu(II)-Ionen und der ungepaarten Elektronen von bisphenolischen Ligand-Kationradikalen beim Poly[Cu(II)-salen]. Sensorische Eigenschaften gegenüber Ni(II)-Ionen wurden durch Potentiometrie an einem Poly[Ni(II)-salen]-Derivat getestet. Es zeigt eine gute potentiometrische Ni(II)-Ionenselektivität (der Logarithmus des potentiometrischen Selektivitätskoeffizienten liegt im Bereich von -0.5 bis -1.5) in Anwesenheit von Cd(II), Mn(II), Zn(II) und Na(I).

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Die vorliegende Arbeit behandelt die elektrochemische Synthese (elektrochemische Polymerisation und Copolymerisation) und die Charakterisierung der Redox- und sensorischen Eigenschaften neuer funktionalisierter Polymere für die Ionensensorik. Die Funktionalisierung wird sowohl in der Polymer-Hauptkette (Polysalene) als auch in der Polymer-Seitenkette (ein Thiophen-Copolymer: 3-Methylthiophen/6-Hydroxy-2-(2-(3-thienyl)-ethoxy)-acetophenon) dargestellt. Die Redox-Prozesse der funktionalisierten Polymere wurden mit spektroelektrochemischen Methoden: ESR-, UV-Vis-NIR- und FTIR-Spektroelektrochemie charakterisiert. Durch diese Methoden konnten während der elektrochemischen Oxidation von funktionalisierten leitfähigen Polymeren verschiedene Polymer- bzw. Copolymer-Ladungsträger nachgewiesen werden: Polaronen, Bipolaronen beim Thiophen-Copolymer, zwei Polaronen auf einer Polymerkette im Singulettezustand beim Poly(3-methylthiophen) und eine diamagnetische Spin-Spin-Wechselwirkung zwischen ungepaarten Elektronen der Cu(II)-Ionen und der ungepaarten Elektronen von bisphenolischen Ligand-Kationradikalen beim Poly[Cu(II)-salen]. Sensorische Eigenschaften gegenüber Ni(II)-Ionen wurden durch Potentiometrie an einem Poly[Ni(II)-salen]-Derivat getestet. Es zeigt eine gute potentiometrische Ni(II)-Ionenselektivität (der Logarithmus des potentiometrischen Selektivitätskoeffizienten liegt im Bereich von -0.5 bis -1.5) in Anwesenheit von Cd(II), Mn(II), Zn(II) und Na(I).

<p>У оквиру ове докторске дисертације испитана је биолошка активност екстраката плодних тела и потопљених култура (мицелије и филтрата) аутохтоних врста гљива <em>Coprinus comatus</em> и<em> Coprinellus truncorum</em>. Такође, испитан је&nbsp; метаболизам фосфата мицелија обе врсте употребом нуклеарно магнетне резонантне спректроскопије (³¹Р NMR), утицај ванадијума на метаболизам фосфата као и идентификација облика ванадата присутних у ћелији мицелије (⁵¹V NMR). Утврђена је антирадикалска и антиоксидативна активност&nbsp; етанолних,метанолних и водених екстраката гљива при чему су се екстракти потопљених култура издвојили по антирадикалској, а екстракти плодних тела по антиоксидативној активности. Екстракти потопљених култура истакли су се и у погледу антибактеријске активности, где се као најпотентнији показао&nbsp; хлороформски екстракт филтрата потопљене културе<em> C. comatus</em>. Такође, етанолни екстракт филтрата потопљене културе <em>C. comatus</em> показао се као најпотентнији у анти-ацетилхолинестеразној активности у односу на&nbsp; конвенционални лек донепезил. Испитан је и утицај екстраката на вијабилност ћелијских линија HepG2 (хумане хепатома ћелије) и Rin-5F (&szlig; ћелије панкреаса пацова).</p><p>Спектрофотометријским методама одређен је укупан садржај фенола и флавоноида у већини анализираних екстраката.</p><p>LC/MS идентификацијом и квантификацијом фенолних киселина уочена је разлика између фенолних једињења присутних у плодном телу, мицелији и филтрату потопљене културе. Екстракти потопљених култура бележе већи број и већи садржај једињења. Укупан садржај протеина одређен само у воденим екстрактима, а укупан садржај угљених хидрата у полисахаридним екстрактима.Употребом Фуријеве инфрацрвене спектроскопске методе (FTIR) детектоване су везе између угљених хидрата&nbsp; присутних у полисахаридним екстрактима, а планарном&nbsp; хроматографијом показано је да екстракти плодног тела и филтрата врсте <em>С. truncorum</em>, као и екстракт плодног тела врсте <em>C</em>. <em>comatus</em>, садрже велику&nbsp; количину D-глукозе, док екстракт мицелије <em>C. truncorum</em>, баш као и екстракти филтрата и мицелије <em>C. comatus</em>, садрже највише галактозе. Квалитативном и квантитативном елементарном анализом (ААS) утврђен је виши садржај&nbsp; калијума и гвожђа у анализираним узорцима. GC-МS идентификацијом и квантификацијом масних киселина указано је на значајно присуство линолне киселине код обе врсте.&nbsp;<br />Како за аутохтону врсту&nbsp; <em>C.truncorum </em>постоји мало података у литератури, подаци о њеном хемијском саставу могу се сматрати иновативним.<br />Компаративним прегледом биолошке активности и хемијског састава екстраката плодног тела и мицелије и филтрата (потопљених култура) указано је да су анализирани екстракти извори биоактивних супстанци са медицинским потенцијалом, а потопљене културе датих гљива представљају атрактивне кандидате за даља биотехнолошка истраживања.</p> / <p>U okviru ove doktorske disertacije ispitana je biološka aktivnost ekstrakata plodnih tela i potopljenih kultura (micelije i filtrata) autohtonih vrsta gljiva <em>Coprinus comatus</em> i<em> Coprinellus truncorum</em>. Takođe, ispitan je&nbsp; metabolizam fosfata micelija obe vrste upotrebom nuklearno magnetne rezonantne sprektroskopije (³¹R NMR), uticaj vanadijuma na metabolizam fosfata kao i identifikacija oblika vanadata prisutnih u ćeliji micelije (⁵¹V NMR). Utvrđena je antiradikalska i antioksidativna aktivnost&nbsp; etanolnih,metanolnih i vodenih ekstrakata gljiva pri čemu su se ekstrakti potopljenih kultura izdvojili po antiradikalskoj, a ekstrakti plodnih tela po antioksidativnoj aktivnosti. Ekstrakti potopljenih kultura istakli su se i u pogledu antibakterijske aktivnosti, gde se kao najpotentniji pokazao&nbsp; hloroformski ekstrakt filtrata potopljene kulture<em> C. comatus</em>. Takođe, etanolni ekstrakt filtrata potopljene kulture <em>C. comatus</em> pokazao se kao najpotentniji u anti-acetilholinesteraznoj aktivnosti u odnosu na&nbsp; konvencionalni lek donepezil. Ispitan je i uticaj ekstrakata na vijabilnost ćelijskih linija HepG2 (humane hepatoma ćelije) i Rin-5F (&szlig; ćelije pankreasa pacova).</p><p>Spektrofotometrijskim metodama određen je ukupan sadržaj fenola i flavonoida u većini analiziranih ekstrakata.</p><p>LC/MS identifikacijom i kvantifikacijom fenolnih kiselina uočena je razlika između fenolnih jedinjenja prisutnih u plodnom telu, miceliji i filtratu potopljene kulture. Ekstrakti potopljenih kultura beleže veći broj i veći sadržaj jedinjenja. Ukupan sadržaj proteina određen samo u vodenim ekstraktima, a ukupan sadržaj ugljenih hidrata u polisaharidnim ekstraktima.Upotrebom Furijeve infracrvene spektroskopske metode (FTIR) detektovane su veze između ugljenih hidrata&nbsp; prisutnih u polisaharidnim ekstraktima, a planarnom&nbsp; hromatografijom pokazano je da ekstrakti plodnog tela i filtrata vrste <em>S. truncorum</em>, kao i ekstrakt plodnog tela vrste <em>C</em>. <em>comatus</em>, sadrže veliku&nbsp; količinu D-glukoze, dok ekstrakt micelije <em>C. truncorum</em>, baš kao i ekstrakti filtrata i micelije <em>C. comatus</em>, sadrže najviše galaktoze. Kvalitativnom i kvantitativnom elementarnom analizom (AAS) utvrđen je viši sadržaj&nbsp; kalijuma i gvožđa u analiziranim uzorcima. GC-MS identifikacijom i kvantifikacijom masnih kiselina ukazano je na značajno prisustvo linolne kiseline kod obe vrste.&nbsp;<br />Kako za autohtonu vrstu&nbsp; <em>C.truncorum </em>postoji malo podataka u literaturi, podaci o njenom hemijskom sastavu mogu se smatrati inovativnim.<br />Komparativnim pregledom biološke aktivnosti i hemijskog sastava ekstrakata plodnog tela i micelije i filtrata (potopljenih kultura) ukazano je da su analizirani ekstrakti izvori bioaktivnih supstanci sa medicinskim potencijalom, a potopljene kulture datih gljiva predstavljaju atraktivne kandidate za dalja biotehnološka istraživanja.</p> / <p>The biological activity of extracts of basidiocarps (fruiting bodies)&nbsp; and submerged cultures (mycelium and filtrate) of autochthonous mushroom species&nbsp; <em>Coprinus comatus</em> and&nbsp; <em>Coprinellus truncorum&nbsp;</em> was examined. Furthermore, the metabolism of phosphate&nbsp; of mycelia&nbsp; of both types was studied using nuclear magnetic&nbsp; resonance spectros-copy ( ³¹ R NMR), the influence of vanadium on phosphate metabolism and the identification of vanadate oxidation states present in the mycelia cell ( ⁵¹ V NMR). The antiradical and antioxidant activity of methanolic, ethanolic and water fungal extracts was determined. Extracts of submerged cultures achieved the best anti- radical activity while fruit body extracts showed the best antioxidant activity. Extracts of submerged cultures also highlighted in terms of antibacterial activity, where the chloroform extract of the submerged culture&nbsp; <em>C. comatus</em>&nbsp; showed as the most potent. Also, the ethanolic extract of the submerged culture of<em>&nbsp; C. comatus</em>&nbsp; was found to be most relevant in anti-acetylcholinesterase activity&nbsp; compared with&nbsp; the conventional donepezil drug. The influence of extracts on the viability of cell lines HepG2 (human hepatocytes cells) and Rin-5F (&szlig; pancreatic cells of the rat) was also examined.</p><p>Spectrophotometric methods determined the total con-tent of phenol and flavonoids in most of the analyzed extracts.</p><p>The LC/MS identification and quantification of phenolic acids revealed the difference between the phenolic compounds present in the fruiting body, mycelium, and the submerged culture filtrate. Extracts of submerged cultures record a greater number and higher content of compounds.</p><p>The total content of proteins determined only in water extracts&nbsp; and the total content of&nbsp; carbohydrates in poly-saccharide extracts. Using the Fourier infrared spectro-scopic method (FTIR), the links between the sugar pre-sent in the&nbsp; polysaccharide extracts were detected, and planar chromatography showed that the extracts&nbsp; of the fruiting body and the filtrate of type<em>&nbsp; C. truncorum</em>, as well as the extract of the fruiting body of the species&nbsp; <em>C. comatus</em>, contain a large amount of D-glucose, while the extract of the&nbsp;<em> C</em>. <em>truncorum</em>&nbsp; mycelia&nbsp; and&nbsp; mycelia&nbsp; of&nbsp; <em>C. comatus</em>, contain the most galactose. GC-MS identification and quantification of fatty acids indicated a significant presence of linoleic acid in both species, while qualitative and quantitative elemental analysis (AAS) has determined a higher content of potas-sium and iron in the analyzed samples. Since there is no data in the literature for the autochtho-nous species&nbsp;<em> C</em>. <em>truncorum</em>, the studies on its chemical composition can be considered advanced аs innovative. A comparative review of the biological activity and the chemical composition of the extracts of the fruiting body and&nbsp; mycelia&nbsp; and filtrates&nbsp; of&nbsp; medium of&nbsp; submerged cultures&nbsp; indicated that the extracts were analyzed by sources of bioactive substances with medical potential, and the submerged cultures of these mushrooms are attractive candidates for biotechnological research.</p> / <p>В рамках данной работы была исследованна биологическая активность экстракта плодородных тел и погружонных видов култур (мицелии и филтрата) автотоных видов грибов <em>Coprinus comatus</em> и <em>Coprinellus truncorum</em>. Также, исследованн метаболизм фосфата обеих видов&nbsp; мицелий с помощью ядерного магнитного резонанса спектроскопии (³¹Р ЯМР), влияние на содержание ванадия в метаболизме фосфата, а также идентификация формы ванадата присущего в клеток мицеллий (⁵¹V ЯМР). Установленная антирадикальная и антиоксидантная активность метанольных, этанольных и водных экстрактов гриб, причём выделяются экстракты погружённых культур по антирадикальной активности и&nbsp; экстракты плодородных тел по антиоксидантной активности.</p><p>Экстракты погружённых культур выделялись и в плане антибактериальной активности, причем,&nbsp; наиболее мощным из филтратов показался экстракт хлороформа погруженной культуры <em>C. comatus.</em> А также этанольный экстракт филтрата погружённой культуры<em> C. comatus</em> оказался найболее мощным в анти-ацетихолинестеразной активностипо сравнению с традиционным лекарством донепезилом. Было исследовано и влияние экстрактов на виябильность клеток линий&nbsp;&nbsp; HepG2 (гуманые хепатома клетки) и Rin-5F (&szlig; клетки поджелудочной железы крыс).<br />Методом спектрофотометрии определена совокупность фенола и флавоноида в большинстве проанализированных экстрактах.<br />С помощью ЛС ̸МС идентификации и квантификации фенолных кислот была замечена разница между соединениями фенола, присущих в плодородном теле, и мицелии, и филтрата погружённой культуры. Экстракты погружённых культур отражают больше количество и более высокое содержание соединений.<br />Общее содержание белков выделен только в водяных экстрактах, и общее содержание углеводов в полисахаридных экстрактах. Используя инфракрасный метод спектроскопии Фурия (ИКМСФ) были обнаружены связи между сахарами, присущими в полисахаридных экстрактах, а планарной хромотографиой было показано, что экстракты плодородного тела и филтратов вида <em>С. truncorum</em>,&nbsp; а&nbsp; также и экстракты плодородного тела вида <em>C. comatus</em> содержат большое количество D-глюкозы, в то время как экстракт мицелии <em>C. truncorum,</em> именно как и экстракт фильтрата и мицелии <em>C. comatus</em>, содержат больше всего галактозы.<br />GC-МS идентификацией и квантификацией жирных кислот показано значительное наличие линолевой кислоты у обоих видах. А качественным и квантитативным элементарным анализом установленно большее содержание калиума и железа в анализированых шаблонах.<br />Из-за того, что для автохтонного вида <em>C. truncorum</em> практически не было данных в литературе, данные о её химическом составе можно считать прогрессивным и инновационным.<br />Сравнительный анализ биологической активности и химического состава экстрактов плодородного тела и мицелии и фильтрат (погружённых культур) показаывает, что проанализированные экстракты &mdash; источники биологически активных веществ с медицинским потенциалом, и погружённые культуры данных гриб являются привлекательными кандидатами для биотехнологических исследований.</p>