Биотехнологии 2015 Сборник материалов международного конгресса

SECTION | | “BIOCATALYSIS AND BIOCATALYTIC TECHNOLOGIES”

tems is protection of the genetic material of organisms and their species from adverse conditions. We have shown that the capsules can be formed around the organosilicate living cells of methylotrophic yeast Ogataea polymorpha VKM Y-2559 by sol-gel method using organosilane precursors (tetraethoxysilane and methyltriethoxysilane) and polyethylene glycol. Protective function of ogranosilicate membranes was assessed by change in respiratory activity of encapsulated microorganisms and yeast without the protective shell under the action of damaging environmental factors (heavy metals and UV radiation). Respiratory activity of the organosilicate coated yeast is almost independent of the presence of toxins and UV irradiation (λ = 254 nm, 5h), whereas respiration of non-encapsulated microorganisms is reduced by several times. These results indicate unprecedented protective function of organosilicate capsules that should be considered in the development of heterogeneous biocatalysts based on immobilized microorganisms.

This work was supported by the Russian Ministry GB №2014 / 227.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ИММОБИЛИЗАЦИЯ ФРАГМЕНТОВ АНТИТЕЛ НА ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЕВЫХ МИКРОЧИПОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ ЗОЛОТА, ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАНОСЕНСОРОВ Преснова Г.В.1, Преснов Д.Е.2,3, Григоренко В.Г.1, Егоров А.М.1, Рубцова М.Ю.1 1Химический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва 2НИИ Ядерной Физики им. Д.В. Скобельцына, МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва 3Физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва

С целью создания наносенсоров исследовали различные способы ковалентной иммобилизации антител и их фрагментов на поверхности кремния. В качестве модельных антигенов использовали простат-специфический антитен (ПСА) и белок, связывающий жирные кислоты (БСЖК), которые являются молекулярными маркерами рака предстательной железы и инфаркта миокарда. В работе изучали образование «сэндвич» комплексов антител с антигеном, состоящих из молекулы иммобилизованного антитела, молекулы антигена и молекулы антител второго типа, направленных к другой антигенной детерминанте. В качестве метки вторых антител использовались наночастицы золота размером 25 нм, которые регистрировали на поверх - ности кремния методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Разработан новый метод ориентированной иммобилизации фрагментов антител на кремнии, модифицированном 3-глицидопропилтриметоксисилана с тиоловыми группами (ГОПС-SH) и наночастицами золота небольшого диаметра (4–6 нм). Проведен сравнительный анализ различных методов иммо - билизации и различных методов выявления иммунных комплексов на поверхности кремния. В процессе работы выбраны способы иммобилизации антител, обеспечивающие наиболее высокую плотность активных центров антител на поверхности. Для количественного определе- ния белков-биомаркеров предложено определять плотность наночастиц золота на носителе. Разработан алгоритм подсчета наночастиц-меток в присутствии мелких наночастиц золота, ис- пользованных для иммобилизации фрагментов антител.

Работа выполнялась при финансовой поддержке РФФИ (13-04-01137).

СЕКЦИЯ | | «БИОКАТАЛИЗ И БИОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

ORIENTED IMMOBILIZATION OFANTIBODY FRAGMENTS ON THE SURFACE OF SILICON MICROCHIPS MODIFIED WITH GOLD NANOPARTICLES FOR THE DEVELOPMENT OF NANOSENSORS

Presnova G.V.1, Presnov D.E.2,3, Grigorenko V.G.1, EgorovA.M.1, Rubtsova M.Yu.1 1Chemistry Faculty, M.V.Lomonosov Moscow State University, Moscow

2Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, M.V.Lomonosov Moscow State University, Moscow 3Faculty of Physics, M.V.Lomonosov Moscow State University, Moscow

In order to develop nanosensors various methods for covalent immobilization of antibodies and their fragments on the surface of silicon were investigated.Two proteins were used as model antigens: prostate specific antiten (PSA) and fatty acid-binding protein (FABP) which are molecular markers of prostate cancer and myocardial infarction. The formation of a “sandwich” antigen-antibody complexes composed of immobilized antibody molecule, antigen molecule and second antibody molecule, directed to a different antigenic determinant, were studied. Gold nanoparticles of 25 nm were used as labels for second antibodies.They were detected on a silicon surface by scanning electron microscopy (SEM).A new method for oriented immobilisation of antibody fragments on the silicon modified with 3- glycidopropyltriethoxysilane with thiol groups (GOPS-SH) and a small-diameter gold nanoparticles (4–6 nm).A comparative analysis of different immobilization technoques and various detection methods on the surface of silicon was performed. The methods providing the highest density of active sites of the antibodies on silicon surface were selected. For the quantitative determination of proteinbiomarkers the density of the gold nanoparticles on the carrier was supposed to be determined. An algorithm for calculating the nanoparticle-labels amount in the presence of small gold nanoparticles used for immobilization of antibody fragments was developed.

The work was supported by the RFBR (13–04–01137).

SECTION | | “BIOCATALYSIS AND BIOCATALYTIC TECHNOLOGIES”

ПУБЛИКАЦИИ

PUBLICATIONS

УДК 577.112.7

БИОАДСОРБЦИЯ БЕЛКОВ И МУЦИНА НА МЕЗОПОРИСТЫХ МИКРОСФЕРАХ СаСО3 Балабушевич Н.Г.,1 Лопес де Гереню А.В.,1 Киржанова Е.А.,1 Феоктистова Н.А.,1,2 Володькин Д.В.1,2

1МГУ имени М.В. Ломоносова, Химический факультет, 119991, Москва, Россия, E-mail: nbalab2008@gmail.com

2Фраунгофер институт клеточной терапии и иммунологии, 14476, Потсдам-Гольм, Германия

Исследовано и обсуждено взаимодействие белков и муцина с мезапористыми микросферами CaCO3 в форме ватерита, активно используемыми в качестве растворимых матриц при капсулировании биомолекул.

Ключевые слова: CaCO3, ватерит, белки, муцин, микрокапсулирование, доставка белков

Изучено соосаждение и адсорбция [1] на микросферах СаСО3 в форме ватерита белков с различными физико-химическими свойствами (протамин, апротинин, инсулин, каталаза) и высокомолекулярного гликопротеина муцина. Показано, что эффективность включения белков и муцина больше при получении соосаждением, а сохранение удельной активности – при сорбции на поверхности микросфер СаСО3. Проанализировано влияние времени инкубации, рН среды, концентраций СаСО3 и белка на сорбцию на микросферах СаСО3. Оценено соответствие экспериментальных изотерм адсорбции белков модели монослойной адсорбции и определены параметры адсорбционного равновесия белков.

Результаты исследования объясняют природу взаимодействий белков и муцина с микросферами ватерита СаСО3, которые активно применяются в качестве природного материала при капсулировании биологически активных соединений в мягких условиях.

1.  Balabushevich N.G.et al. Physical Chemistry Chemical Physics, 2015, 17 (4), 2523.

UDK 577.112.7

BIOADSORPTION OF PROTEINSAND MUCIN INTO MESOPOROUS VATERITE CaCO3 MICROSPHERES

Balabushevich N.G.1, Lopez de GuerenuA.V.1, Kirzhanova E.A.1, Feoktistova N.A.1,2, Volodkin D.V.1,2

1Lomonosov Moscow State University, Department of Chemistry, 119991, Moscow, Russia, E-mail: nbalab2008 @gmail.com

2Fraunhofer Institute for Cell Therapy and Immunology, 14476, Potsdam-Golm, Germany

Here we investigate and discuss proteins and mucin interactions with mesoporous CaCO3 micro- spheres (vaterite form), which are nowadays very actively used as decomposable templates for bio- molecules encapsulation. Keywords: CaCO3, vaterite, proteins, mucin, microencapsulation, protein drug delivery

The co-precipitation and adsorption of different proteins (protamine, aprotinin, insulin, catalase) and mucus glycoprotein mucin have been investigated [1]. It was shown that the protein and mucin

СЕКЦИЯ | | «БИОКАТАЛИЗ И БИОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

loading efficiencies were higher in the case of co-precipitation than during sorption on CaCO3 microspheres. The effect of incubation time, pH, CaCO3 and protein concentrations on the sorption process was analysed. The accordance of experimental isotherms to a monolayer adsorption model has been studied together with proteins adsorption equilibrium parameters. The experimental results explain the proteins and mucin interactions with vaterite CaCO3 which is a popular technique for encapsulation of biomaterials in mild conditions.

1.  Balabushevich N.G.et al. Physical Chemistry Chemical Physics, 2015, 17 (4), 2523.

УДК 577.151.03

САЙТ-НАПРАВЛЕННЫЙ МУТАГЕНЕЗ КСИЛАНЗЫ А PENICILLIUM CANESCENS ДЛЯ

УВЕЛИЧЕНИЯ ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТИ ФЕРМЕНТА Денисенко Ю.А., Гусаков А.В., Рожкова А.М., Осипов Д.О.

Институт биохимии им А.Н.Баха РАН, лаборатория Биотехнологии ферментов Россия, Москва, Ленинский проспект, 33, стр. 2, 119071 Denisenkoyura@mail.ru

В эндо-1,4-β-ксиланазе А из мицелярного гриба Penicillium canescens были произведены четыре аминокислотные замены (L18F,T104E,T160D, H191R) методом сайт-направленного мутагенеза в целях увеличения термостабильности фермента. Показано, что одна из замен (L18F) привела к значительной стабилизации ксиланазы.

Ключевые слова: ксиланаза, Penicillium canescens, термостабильность, мутагенез

Эндо-1,4-β-ксиланазы (далее просто ксиланазы) неупорядоченно гидролизуют β-1,4- ксилозидные связи в ксиланах и являются важным компонентом ферментных комплексов, применяемых в целлюлозно-бумажной промышленности, а также в хлебопечении и в качестве добавок к кормам сельскохозяйственных животных и птиц.

В целях увеличения термостабильности ксиланазы А из гриба Penicillium canescens в ферменте методом сайт-направленного мутагенеза были произведены четыре аминокислотные замены: L18F, T104E, T160D, H191R. Экспрессии мутантных форм T104E и T160D не было выявлено, в то время как два других мутанта были выделены из соответствующих ферментных препаратов в гомогенном виде. Изучение их свойств показало, что обе мутации не привели к значительным изменениям биохимических и физико-химических параметров фермента, за исключением термостабильности. Методом дифференциальной сканирующей микрокалориметрии были определены температуры фазового перехода гомогенных ксиланаз. Они составили 56,1; 54,7 и 60,0°С для фермента дикого типа, мутантов H191R и L18F, соответственно. Таким

образом, аминокислотная замена L18F в ксиланазе А P. canescens привела к заметному уве-

личению термостабильности фермента. Обнаруженный эффект стабилизации был также под-

твержден путем изучения остаточной активности фермента при его инкубации при различных температурах.

SECTION | | “BIOCATALYSIS AND BIOCATALYTIC TECHNOLOGIES”

УДК577.151.03

SITE-DIRECTED MUTAGENESIS OF XYLANASEAFROM PENICILLIUM CANESCENS FOR

IMPROVING ITS THERMOSTABILITY

Denisenko Y.A., GusakovA.V., RozhkovaA.M., Osipov D.O.

A.N.Bach Institute of Biochemistry, Russian Academy of Sciences, Laboratory of Biotechnology of Enzymes

Russia, Moscow, Leninsky Prospect, 33, b. 2, 119071 Denisenkoyura@mail.ru

Four amino acid substitutions (L18F, T104E, T160D, H191R) were made in endo-1,4-β-xylanase A from Penicillium canescens by site-directed mutagenesis in order to improve its thermostability. The L18F substitution resulted in significant stabilization of the enzyme.

Keywords: xylanase, Penicillium canescens, thermostability, mutagenesis.

Endo-1,4-β-xylanases (or simply xylanases) randomly hydrolyze β-1,4-xylosidic linkages in xylans, and they are an important component of enzyme preparations used in pulp and paper industry, in bread making as well as additives to feeds for agricultural animals and birds.

In order to improve thermostability of xylanase A from Penicillium canescens, four amino acid substitutions were made in the enzyme by site-directed mutagenesis: L18F, T104E, T160D, H191R. Mutant forms of the enzyme T160D and T104E were not expressed, while two other mutants were purified from the respective enzyme preparations in a homogeneous form. Investigation of properties revealed that both mutations did not result in significant changes in the biochemical and physicochemical parameters of the enzyme, with the exception of the thermal stability. The phase transition temperatures of homogeneous xylanases were measured by differential scanning microcalorimetry. They amounted to 56.1; 54.7 and 60.0°C for native xylanase, H191R and L18F mutants, respectively. Thus, the amino acid substitution L18F in P. canescens xylanase A led to significant increase in the thermostability of the enzyme. The stabilizing effect was also confirmed by studying the enzyme residual activity during its incubation at different temperatures.

УДК 577.153.3

РОЛЬ И НОВЫЕ ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ БИОСИСТЕМАХ. АКТИВАЦИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ ЛИПОЛИЗА Мадьяров Ш.Р.

Институт генофонда растительного и животного мира Узбекистана. Академия наук Республики Узбекистан, Ташкент, Узбекистан. 100125, Ташкент, ул. Боги-шамол, д. 32, E-mail: shuhm@yandex.ru

Липиды, являясь “мономерными” полимероми в отличие от других биополимеров, обла- дают множеством специфических свойств, обеспечивающих уникальность надмолекулярных структур клетки и многообразие их функциональных особенностей. На примере фосфолипазы Д рассматривается гипотеза о новой, нативирующей функциональные белки роли липидных комлексов и биомембран.

Ключевые слова: липиды; вода; граница раздела фаз; мицеллы; мембраны; микродомены; фосфолипазы; рефолдинг; активация; регуляция; биотехнология.

СЕКЦИЯ | | «БИОКАТАЛИЗ И БИОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Липиды в их мономолекулярной форме в водной среде склонны благодаря не ковалентным силам взаимодействия к самосборке и образованию всевозможных биополимерных структур – монослоев на поверхности воды и твердых материалов, ламеллярных структур в водноорганических смесях, простых и сложных мицелл, хиломикронов и липопротеидов, бислойных искусственных и биомембран и др. структурных элементов живой клетки. Т.е., являясь хими - чески мономерными соединениями, они могут образовывать множество полимерных структур с уникальными физико-химическими свойствами и перспективами их использования в нанобиотехнологии.

Низкомолекулярные липиды благодаря своему специфическому строению и взаимодействиям с другими биомолекулами выступают в роли универсальной пластической матрицы в консолидации функциональных белков, углеводов, нуклеиновых кислот и др. ковалентных биополимеров в высокоупорядоченные, легко регулируемые биологические машины.

Давно известна регенерирующая роль липидов как в формировании и стабилизации, так

ив реконструкции функциональных элементов биополимерных комплексов, искусственных и биомембран. К известным к настоящему времени функциям биомембран, по-видимому, можно добавить новую, конструкционную, шаперонирующую, в результате которой секретируемые мембранные белки могут претерпевать на микродоменной поверхности липидов биомембран частичную или коренную структурную перестройку, приводящую к их активации и последующей регуляции. Таким свойством, как предполагается, могут обладать одновременно межфазные границы раздела фаз липид – вода, а также липид – липид между прилежащими липидными микродоменами мембран [1].

Этот феномен был продемонстрирован на примере примембранного фермента фосфолипазы Д, мицеллярного лизолецитина, липосомного лецитина, некоторых детергентов и Ме2+ионов. Подобныеэффектыкаталитическойактивациибылиописаныранеев литературедляфосфолипаз А2 из змеиных ядов и панкреазы, для сфингомиелиназы и других ферментов. Адсорбированный

иактивированный таким образом на мембране фермент остается прижизненным её атрибутом

исвоеобразным «санитаром», следящим за стационарным и функциональным состоянием биомембраны, поддерживающим её липидный гомеостаз [1].

Литература:

Мадьяров Ш.Р.Действие детергентов, трипсина и ионов двухвалентных металлов на межфазную активацию и функционирование фосфолипазы Д // Биохимия. – 2014. – Т.79. – № 7. – С. 864 – 872

THE ROLEAND NEW FUNCTIONS OF LIPIDS IN CONDENSED BIOSYSTEMS. ACTIVATIONAND REGULATION OF LIPOLYSIS

Madyarov Sh. R.

Institute of Gene Pool of Plants and Animals, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Tash-

kent, Uzbekistan.

100125, Tashkent, 32, Bogi-shamol str. E-mail: shuhm@yandex.ru

The lipids being “monomeric” polymers as opposed to other biopolymers have a great number

of specific properties which provide unique characters to supramolecular cell structures and diversity

of their functional features. The hypothesis on new role of lipid complexes and biomembranes in na- tivation of functional proteins is considered on the example of phospholipase D.

SECTION | | “BIOCATALYSIS AND BIOCATALYTIC TECHNOLOGIES”

Keywords: lipids; water; interface; micelles; membranes; microdomains; phospholipases; refolding; activation; regulation; nanobiotechnology.

The lipids are subjected in their monomolecular form in water media to self-assembling and to forming of various biopolymer structures: monolayers on the water and solids surfaces, lamellar structures in water-organic mixtures, simple and complex micelles, chylomicrons and lipoproteids, bilayer artificial and biological membranes and other parts of living cell. That is being chemical monomer compounds they can form a lot of polymer structures with unique physico-chemical properties and prospects of their usage in nanobiotechnology.

Low-molecular lipids act as universal plastic matrix in consolidation of functional proteins, carbohydrates, nucleic acid and other biopolymers into highly organised and easy controled biological machinery due to their specific structure and interaction with other biomolecules.

The regenerating role of lipids both in formation, stabilization and in reconstruction of functional elements in biopolymer complexes especially in artificialand biomembranes is known for a long time. A chaperoning or tuning function of biomembrenes apparently it is possible add to the wellknown today its another functions. As a result of a new function the secreted membrane proteins are subjected to partial or fundamental reorganization on microdomain surface of lipids of membrane that leads to their activation and following regulation. Such properties as it supposed can have simultaneously both lipid-water- and also lipid-lipid interfaces between adjacent lipid microdomains of membrane [1].

This phenomenon was demonstrated on the example of peripheral membrane enzyme – phospholipase D, on micellar lysolecithin and liposomal lecithin in the presence of some detergents and Ме2+ions. Similar effects of catalytic activation were described previously for snake venoms and pancreatic phospholipases А2, for sphingomyelinase and other enzymes. Thereby a lipolytic enzyme adsorbed and activated on membrane by this way continues to be its vital attribute and specific “sanitary assistant” controlled its stationary and functional status as well as supporting a lipid homeostasis of given membrane [1].

References:

1.  MadyarovSh.R. Effectof Detergents,Trypsinand Bivalent MetalIonson InterfacialActivation and Functioning of Phospholipase D // Biochemistry (Moscow). 2014. Vol. 79. №.7. P. 687–693. Original Russian Text: Madyarov Sh. R. // published in Biokhimiya. – 2014. – Vol. 79. – №. 7. – P. 864–872.

УДК 579.222:579.66

СКРИНИНГ КОЛЛЕКЦИОННЫХ ШТАММОВ БАКТЕРИЙ ПО НИТРИЛГИДРАТАЗНОЙ АКТИВНОСТИ Махсумханов А.А., Камбаралиева М.И., Ташбаев Ш.А., Пулатова О.М., Алимова Б.Х.

Институт микробиологии АН РУз, Ташкент, Узбекистан. 100128, Ташкент, ул. А. Кодирий 7б

e-mail: amakhsum@mail.ru

Проведен скрининг коллекционных штаммов бактерий по образованию фермента – нитрил- гидратазы. Установлено, что из 11 протестированных штаммов по образованию фермента, наи - более активными продуцентами нитрилгидратазы являются штаммы Pseudomonas putida-42 (24 Ед) и Pseudomonas stutzeri-75 (19 Ед). Выявлено, что штамм Pseudomonas putida-42 по транс-

СЕКЦИЯ | | «БИОКАТАЛИЗ И БИОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

формирующей активности НАК в акриламид в четыре раза уступает, по активности (98 Ед) нитрилгидратазы штамму Rhodococcus ruber CGMCC3090.

Ключевые слова: коллекционные штаммы, нитрилгидратаза, активность, НАК, акриламид.

Известно, что штаммы бактерий, относящиеся к родам Rhodococcus, Pseudomonas, Agrobacterium и Bacillus продуцируют фермент – нитрилгидратазу и способны к трансформации акрилонитрила (НАК) в акриламид. В связи с этим, нами был проведен скрининг среди 11 штаммов бактерий родов Rhodococcus, Pseudomonas и Bacillus хранящихся в коллекции микроорганизмов Института микробиологии АН РУз. В результате проведенных исследований показано, что не все коллекционные штаммы бактерий могут трансформировать НАК в акриламид. Установлено, что из 11 протестированных штаммов по образованию фермента, наиболее активными продуцентами нитрилгидратазы являются штаммы Pseudomonas putida-42 (24 Ед) и Pseudomonas stutzeri-75 (19 Ед), при культивированиина питательной среде S2M. Необходимо отметить, что все штаммы показали медленный рост на минерализованной среде. При сравне - нии полученных результатов с данными литературных источников было выявлено, что штамм Pseudomonas putida-42 по трансформирующей активности НАК в акриламид в четыре раза уступает, по активности (98 Ед) нитрилгидратазы штамму Rhodococcus ruber CGMCC3090 [1].

Использованная литература:

1.  Zhang J.L., Wang M., Sun H., Li X.D., Zhong L.P. Isolation and characterization of Rhodo­ coccus ruber CGMCC3090 that hydrolyzes aliphatic, aromatic and heterocyclic nitriles// African Journal of Biotechnology. 2009. Vol. 8. №20. P. 5467-5486.

UDC 579.222:579.66

SCREENING OF COLLECTION’S BACTERIALSPECIES FOR NITRILE HYDRATASE ACTIVITY

MakhsumkhanovA.A., Kambaralieva M.I., Tashbaev Sh.A., Pulatova O.M.,Alimova B.Kh.

Institute of Microbiology, Uzbekistan Academy of Sciences, Tashkent, Uzbekistan. 100128, Tashkent, A. Kodiriy str. 7b

e-mail: amakhsum@mail.ru

Screening of collection’s bacterial species on nitrile hydratase formation has been performed. It was established that most active nitrile hydratase forming species are Pseudomonas putida-42 (24 U) and Pseudomonas stutzeri-75 (19 U) among 11 investigated bacteria. It has been revealed that acrylonitrile transforming activity of the Pseudomonas putida-42 into acrylamide was 4 times less than nitrile hydratase activity (98 U) of Rhodococcus ruber CGMCC3090.

Keywords: collection’s species, nitrile hydratase, activity, acrylonitrile, acrylamide.

It is known that bacterial species belonging to genera Rhodococcus, Pseudomonas,Agrobacterium

and Bacillus produce nitrile hydratase and are able to transform acrylonitrile into acrylamide. In this

connection, we have conducted a screening among 11 bacterial species of the genera Rhodococcus,

PseudomonasandBacillus,whichwerestoredintypeculturecollectionoftheInstituteofMicrobiology

UzbekistanAcademy of Sciences. It was shown in result of conducted investigation that not all bacte-

rial species of collection can transform acrylonitrile into acrylamide. It was established that most ac-

tive nitrile hydratase forming speciesare Pseudomonas putida-42(24U)and Pseudomonas stutzeri-75

(19 U) among 11 investigated bacteria when they were grown in S2M nutrient medium. It should be noted that all tested species showed sluggish growth in mineralized medium. Comparison of ob-

376 Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015

SECTION | | “BIOCATALYSIS AND BIOCATALYTIC TECHNOLOGIES”

tained data with one’s from reference sources has revealed that acrylonitrile transforming activity of the Pseudomonas putida-42 into acrylamide was 4 times less than nitrile hydratase activity (98 U) of Rhodococcus ruber CGMCC3090 [1].

References:

1.  Zhang J.L., Wang M., Sun H., Li X.D., Zhong L.P. Isolation and characterization of Rhodo­ coccus ruber CGMCC3090 that hydrolyzes aliphatic, aromatic and heterocyclic nitriles// African Journal of Biotechnology. 2009. Vol. 8. №20. P. 5467-5486.

УДК 577.151

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МУЛЬТИФЕРМЕНТНОГО ГЛИКОЛИТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА TRICHODERMA VIRIDE ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕБИОТИКОВ

Мартиросова Е.И.1, Ожимкова Е.В.2, Ущаповский И.В.3, Сульман Э.М.2

1Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, г. Москва, ул. Косыгина, 4; 2Тверской государственный технический университет, г. Тверь, наб. Аф. Никитина, 22, 3ФГБНУ ВНИИМЛ, г. Тверь, Комсомольский пр-т, 17/56, eozhimkova@mail.ru

Изучен механизм гидролиза растительных гетерополисахаридов мультиферментным комплексом Trichoderma viride.

Ключевые слова: гликаны, гидролиз, пребиотики, гликозидазы.

Выявление и анализ механизма и кинетических зависимостей гидролиза гетерополисахаридов позволит подбирать условия проведения реакции оптимальные для накопления максимального количества физиологически активных олигосахаридов в реакционной среде. Сложность кинетического описания ферментативной деструкции растительных гетерополисахаридов обусловлена тем, что, в отличие от простых субстратов, полимерные субстраты предоставляют ферментам широкие возможности для способов атаки.

Одним из наиболее изучаемых во всем мире микроорганизмов являются грибы рода Тrichoderma, так как они являются эффективными продуцентами многих гидролитических ферментов. Штамм Тrichoderma viride способен продуцировать несколько гидролитических ферментов (β – глюкозидазу, пектинэстеразу и ксиланазу), которые можно использовать для получения пребиотиков.

Анализ кинетических зависимостей позволяет выдвинуть гипотезу о том, что гидролиз гетерополисахаридов, вероятно, протекает по последовательно-параллельной схеме.

СЕКЦИЯ | | «БИОКАТАЛИЗ И БИОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

ASPECTS OFTHE USE OF MULTIENZYME GLYCOLYTIC COMPLEX TRICHODERMA VIRIDE TO OBTAIN PREBIOTICS

Martirosova E.I.1, Ozhimkova E.V.2 Uschapovsky I.V.3, Sulman E.M.2

1Institute of Biochemical Physics. NM Emanuel Academy of Sciences, Ul. Kosygin, 4; 2Tver State Technical University, Tver, nab. Af. Nikitin, 22, 3FGBNU VNIIML, Tver, Komsomol prospect, 17/56,

The mechanism of hydrolysis plant heteropolysaccharides by enzyme complex of Trichoderma viride was studied.

Keywords: glycans, hydrolysis, prebiotics, glycosidase.

Detecting and analysis of kinetic relationships of heteropolysaccharides hydrolysis would allow finding optimum reaction conditions to accumulate the maximum amount of physiologically active oligosaccharides in the reaction environment. It is complicated to describe kinetics and mechanism of the enzymatic destruction of plant heteropolysaccharides since the polymer substrates provide a wide range of attacking ways to enzymes.

Тrichoderma fungi are one of the most actively studied microorganism genus in the world as they can effectively produce many hydrolytic enzymes. Its Тrichoderma viride strain can produce several hydrolytic enzymes (β–glucosidase, pectin esterase and xylanase), which can be used to obtain prebiotic. Analysis of the kinetic dependences suggests the hypothesis that hydrolysis of heteropolysaccharides probably proceeds by a series-parallel circuit.

УДК 577.152.31

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БИОКАТАЛИЗАТОРА НА ОСНОВЕ ТЕРМОСТАБИЛЬНОЙ ЛИПАЗЫ БАКТЕРИИ BURKHOLDERIA CEPACIA (AMANO BH) В РЕАКЦИИ

ПЕРЕЭТЕРИФИКАЦИИ ПИЩЕВЫХ ЖИРОВ Самойлова Ю.В.1, Пилигаев А.В.1, Сорокина К.Н.1,2

1Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия 2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия

630090, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, д.5 e-mail: samoylova.jv@catalysis.ru

Разработан биокатализатор на основе липазы бактерии Burkholderia cepacia (Amano BH). Полученный биокатализатор был исследован в реакции переэтерификации подсолнечного и гидрированного подсолнечного масла в реакторе проточного типа. После 15.8 ч реакции ка- тализатор сохранил 79% от первоначальной активности, время полуинактивации катализатора

составило 25 ч.

Ключевые слова: биокатализатор; термостабильная липаза; переэтерификация.

Одним из процессов, применяемых на предприятиях масложировой промышленности для

получения специализированных жиров, является переэтерификация масел с использованием

катализаторов. Биокатализаторы на основе ферментов липаз позволяют проводить процесс

переэтерификации в более мягких условиях, энергоэффективным и экологически безопасным

способом по сравнению с химическими катализаторами.

В данной работе был получен биокатализатор (БКЛ) методом ковалентной иммобилизации термостабильной липазы бактерии Burkholderia cepacia (Amano BH) на силикагеле. Свойства

378 Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015