catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"catal-139Research ArticleБИОКАТАЛИЗBIOCATALYSISЭНДОГЛЮКАНАЗА IV TRICHODERMA REESEI – НОВЫЙ КОМПОНЕНТ БИОКАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ ЦЕЛЛЮЛАЗНОГО КОМПЛЕКСА ГРИБА PENICILLIUM VERRUCULOSUM ДЛЯ ГИДРОЛИЗА ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕЙ БИОМАССЫEndoglucanase IV Trichoderma reesei – a new component of biocatalysts based on the cellulase complex of the fungus Penicillium verruculosum for the hydrolysis of cellulose biomassПроскуринаО. В.ProskurinaO. V.

аспирант химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: (495) 939-59-66

olgavproskurina@gmail.comКоротковаО. Г.KorotkovaO. G.

канд. хим. наук, мл. науч. сотрудник Института биохимии им. А.Н. Баха РАН. Тел.: (495) 954-27-32

littletempo@yandex.ruРожковаА. М.RozhkovaA. M.

канд. хим. наук, науч. сотрудник того же института. Тел. тот же.

amrojkova@yahoo.comМатысВ. Ю.MatysV. Yu.

мл. науч. сотр. Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН. Тел.: (496) 731-85-55

sorve@rambler.ruКошелевА. В.KoshelevA. V.

науч. сотр. того же института. Тел. тот же

koshelyan@rambler.ruОкуневО. Н.OkunevO. N.

канд. биолог. наук, зав. сектором того же института. Тел. тот же.

oleg_nokunev@rambler.ruНемашкаловВ. А.NemashkalovV. A.

канд. биолог. наук того же института. Тел. тот же

vitalianik@rambler.ruСиницынаО. А.SinitsynaO. A.

канд. хим. наук, науч. сотрудник химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: (495) 939-59-66

oasinitsyna@gmail.comРевинВ. В.RevinV. V.

д-р биолог. наук, декан, зав. кафедрой, проф. Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева. Тел.: (834) 32-45-54

revinvv2010@yandex.ruСиницынА. П.SinicynA. P.

д-р хим. наук, зав.лабораторией химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Тел.: (495) 939-59-66

apsinitsyn@gmail.comФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»РоссияФедеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН», г. МоскваРоссияФедеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН», г. ПущиноРоссияФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», г. СаранскРоссияФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова» Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН», г. МоскваРоссия201326112014067380Copyright © LLC "KALVIS", 20142014LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/139

Одной из актуальных технологических задач на сегодняшний день является повышение эффективности ферментных препаратов, осуществляющих конверсию целлюлозы. В данной работе рассмотрен новейший метод повышения гидролитической способности целлюлазных препаратов, заключающийся во введении ферментов негидролитического типа действия (полисахаридмонооксигеназ) в целлюлолитический комплекс. На основе рекомбинантного штамма гриба Penicillium verruculosum, несущего ген эндоглюканазы IV Trichoderma reesei, был получен ферментный препарат с увеличенной гидролитической способностью. Использование данного метода позволило повысить эффективность целлюлазного комплекса на 20 %.

Improving the efficiency of enzyme preparations which performing conversion of cellulose is one of the most pressing technological challenges today. In this paper, the latest method is considered to increase the hydrolytic ability of cellulase preparations comprising administering a non-hydrolytic enzymes of the type of action (polysaccharidemonooxygenase) in cellulolytic complex. Enzyme preparation with increased hydrolytic capacity was obtained by a recombinant strain of the fungus Penicillium verruculosum, carrying gene endoglucanase IV Trichoderma reesei. Using this method it is possible to increase the effectiveness of cellulase complex up to 20 %.

Penicillium verruculosumполисахаридмонооксигеназыэндоглюканаза IV Trichoderma reeseiферментный препаратцеллюлазный комплексбиоконверсия целлюлозыPenicillium verruculosumpolysaccharidemonooxygenaseendoglucanase IV Trichoderma reeseienzyme preparationcellulase complexbioconversion of celluloseReferencesMalherbe S., Cloete T.E. Lignocellulose biodegradation: Fundamentals and applications // Biomass. 2002. P. 105— 114.Malherbe S., Cloete T.E. Lignocellulose biodegradation: Fundamentals and applications // Biomass. 2002. P. 105— 114.Jorgensen H., Kristensen J.B., Felby C. Enzymatic conversion of lignocellulose into fermentable sugars: challenges and opportunities // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2007. № 1. С. 119—134.Jorgensen H., Kristensen J.B., Felby C. Enzymatic conversion of lignocellulose into fermentable sugars: challenges and opportunities // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2007. № 1. С. 119—134.Sims R.E.H., Mabee W., Saddler J.N., Taylor M. An overview of second generation biofuel technologies // Bioresource Technology. 2010. № 101. С. 1570—1580.Sims R.E.H., Mabee W., Saddler J.N., Taylor M. An overview of second generation biofuel technologies // Bioresource Technology. 2010. № 101. С. 1570—1580.Kamm B., Kamm M. Biorefinerie; multi productprocesses // Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 2007. № 105. P. 175—204.Kamm B., Kamm M. Biorefinerie; multi productprocesses // Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 2007. № 105. P. 175—204.Galbe M., Sassner P., Wingren A. and Zacchi G. Process engineering economics of bioethanol production // Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 2007. № 108. P. 303—327.Galbe M., Sassner P., Wingren A. and Zacchi G. Process engineering economics of bioethanol production // Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. 2007. № 108. P. 303—327.Abramson M., Shoseyov O., Shani Z. Plant cell wall reconstruction toward improved lignocellulosic production and processability // Plant Science. 2010. № 178. P. 61—72.Abramson M., Shoseyov O., Shani Z. Plant cell wall reconstruction toward improved lignocellulosic production and processability // Plant Science. 2010. № 178. P. 61—72.Gincy M.M., Rajeev K.S., Reeta R.S., Ashok P. Progress in research on fungal cellulases for lignocellulose degradation // Journal of Scientific & Industrial Research. 2008. № 67. С. 898—907.Gincy M.M., Rajeev K.S., Reeta R.S., Ashok P. Progress in research on fungal cellulases for lignocellulose degradation // Journal of Scientific & Industrial Research. 2008. № 67. С. 898—907.Banerjee G., Car S., Scott-Craig J.S., Borrusch M.S., Bongers M., Walton J.D. Synthetic multi-component enzyme mixtures for deconstruction of lignocellulosic biomass // Bioresource Technology. 2010. № 101. P. 9097—9105.Banerjee G., Car S., Scott-Craig J.S., Borrusch M.S., Bongers M., Walton J.D. Synthetic multi-component enzyme mixtures for deconstruction of lignocellulosic biomass // Bioresource Technology. 2010. № 101. P. 9097—9105.Sygmund C., Kracher D., Scheiblbrandner S., Zahma K., Felice A.K., Harreither W., Kittl R., Ludwig R. Characterization of the two Neurospora crassa cellobiose dehydrogenases and their connection to oxidative cellulose degradation // Applied and Environmental Microbiology. 2012. № 78 (17). P. 6161—6171.Sygmund C., Kracher D., Scheiblbrandner S., Zahma K., Felice A.K., Harreither W., Kittl R., Ludwig R. Characterization of the two Neurospora crassa cellobiose dehydrogenases and their connection to oxidative cellulose degradation // Applied and Environmental Microbiology. 2012. № 78 (17). P. 6161—6171.Mansfield S.D., De Jong E., Saddler J.N. Cellobiose dehydrogenase, an active agent in cellulose depolymerization // Applied and Environmental Microbiology. 1997. № 63 (10). P. 3804—3809.Mansfield S.D., De Jong E., Saddler J.N. Cellobiose dehydrogenase, an active agent in cellulose depolymerization // Applied and Environmental Microbiology. 1997. № 63 (10). P. 3804—3809.Harris P.V., Welner D., McFarland, K.C., Re E., Poulsen J.C.N., Brown K., Salbo R., Ding H., Vlasenko E., Merino S., Xu F., Cherry J., Larsen S., Leggio L.L. Stimulation of Lignocellulosic Biomass Hydrolysis by Proteins of Glycoside Hydrolase Family 61: Structure and Function of a Large, Enigmatic Family // Biochemistry. 2010. № 49. P. 3305—3316.Harris P.V., Welner D., McFarland, K.C., Re E., Poulsen J.C.N., Brown K., Salbo R., Ding H., Vlasenko E., Merino S., Xu F., Cherry J., Larsen S., Leggio L.L. Stimulation of Lignocellulosic Biomass Hydrolysis by Proteins of Glycoside Hydrolase Family 61: Structure and Function of a Large, Enigmatic Family // Biochemistry. 2010. № 49. P. 3305—3316.Quinlana R.J., Sweeneya M.D., Leggio L.L., Otten H., Poulsen J.C.N, Johansen K.S., Krogh K.B.R.M., rgensen C. I., Tovborg M., Anthonsen A., Tryfona T., Walter C.P., Dupree P., Xu F., Davies G.J. and Walton P.H. Insights into the oxidative degradation of cellulose by a copper metalloenzyme that exploits biomass components // PNAS. 2011. Vol. 108 №. 37. P. 15079—15084.Quinlana R.J., Sweeneya M.D., Leggio L.L., Otten H., Poulsen J.C.N, Johansen K.S., Krogh K.B.R.M., rgensen C. I., Tovborg M., Anthonsen A., Tryfona T., Walter C.P., Dupree P., Xu F., Davies G.J. and Walton P.H. Insights into the oxidative degradation of cellulose by a copper metalloenzyme that exploits biomass components // PNAS. 2011. Vol. 108 №. 37. P. 15079—15084.Beeson W.T., Phillips C.M, Cate J.H.D., Marletta M.A. Oxidative Cleavage of Cellulose by Fungal Copper-Dependent Polysaccharide Monooxygenases // Journal of American Chemical Society. 2012. № 134. P. 890–892.Beeson W.T., Phillips C.M, Cate J.H.D., Marletta M.A. Oxidative Cleavage of Cellulose by Fungal Copper-Dependent Polysaccharide Monooxygenases // Journal of American Chemical Society. 2012. № 134. P. 890–892.Saloheimo M., Nakari-Setala T., Tenkanen M. Penttila M. cDNA cloning of a Trichoderma reesei cellulase and demonstration of endoglucanase activity by expression in yeast // European Journal of Biochemistry. 1997. № 249.P. 584-591.Saloheimo M., Nakari-Setala T., Tenkanen M. Penttila M. cDNA cloning of a Trichoderma reesei cellulase and demonstration of endoglucanase activity by expression in yeast // European Journal of Biochemistry. 1997. № 249.P. 584-591.Skomarovsky A.A., Gusakov A.V., Okunev O.N., Solov’eva I.V., Bubnova T.V., Kondrat’eva E.G., Synitsyn A.P. Studies of hydrolytic activity of enzyme preparation of Penicillium and Trichoderma fungi // Applied Biochemistry and Microbiology. 2005. № 41. С. 182—184.Skomarovsky A.A., Gusakov A.V., Okunev O.N., Solov’eva I.V., Bubnova T.V., Kondrat’eva E.G., Synitsyn A.P. Studies of hydrolytic activity of enzyme preparation of Penicillium and Trichoderma fungi // Applied Biochemistry and Microbiology. 2005. № 41. С. 182—184.Martins L.F., Kolling D., Camassola M., Dillon A.J., Ramos L.P. Comparison of Penicillium echinulatum andMartins L.F., Kolling D., Camassola M., Dillon A.J., Ramos L.P. Comparison of Penicillium echinulatum andTrichoderma reesei cellulases in relation to their activity against various cellulosic substrates // Bioresource Technology. 2008. № 99. С. 1417—1424.Trichoderma reesei cellulases in relation to their activity against various cellulosic substrates // Bioresource Technology. 2008. № 99. С. 1417—1424.Синицын А.П., Черноглазов В.М., Гусаков А.В. Методы исследования и свойства целлюлолитических ферментов. М.: ВИНИТИ, 1990. Т. 25. 154 c.Синицын А.П., Черноглазов В.М., Гусаков А.В. Методы исследования и свойства целлюлолитических ферментов. М.: ВИНИТИ, 1990. Т. 25. 154 c.Биссвангер Х. Практическая энзимология. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. 328 с.Биссвангер Х. Практическая энзимология. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. 328 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.