Preview

Kataliz v promyshlennosti

Advanced search

Application of technology «fusion» to create a highly efficient biocatalysts based on recombinant strains of the fungus Penicillium verruculosum for the conversion of cellulose biomass

Abstract

Hydrolysis of cellulose biomass under the action of biocatalysts (enzyme preparations) is one of the most advanced and environmentally friendly methods of obtaining a number of useful products. In this paper, a new approach is used to create a recombinant enzyme preparations with the desired properties by using fusion-constructs for gene cloning of target enzymes. A number of enzyme preparations is based on the strain of the fungus Penicillium verruculosum using fusionconstruct. The properties of these enzyme preparations are interest primarily as an additive to increase the capacity of the base hydrolytic cellulolytic complex P.verruculosum. Sharing new enzyme preparations and basic P.verruculosum allowed to increase its biocatalytic (hydrolytic) efficiency for the vegetable cellulose feed materials. By adding 20 % of the new enzyme preparation to the base without altering the total dosage of enzyme preparations in a reaction mixture the increasing of efficiency of hydrolysis of cellulose substrates (ground aspen wood and shredded pine wood deresined ) up to 70 %.

About the Authors

O. V. Proskurina
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Russian Federation


O. G. Korotkova
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, г. Москва
Russian Federation


A. M. Rozhkova
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, г. Москва
Russian Federation


V. Yu. Matys
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, г. Пущино
Russian Federation


A. V. Koshelev
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, г. Пущино
Russian Federation


O. N. Okunev
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, г. Пущино
Russian Federation


V. A. Nemashkalov
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, г. Пущино
Russian Federation


O. A. Sinitsyna
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Russian Federation


A. P. Sinitsyn
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, г. Москва
Russian Federation


References

1. Левин А.Б. Биоэнергетика — важнейшее средство повышения энергоэффективности лесного комплекса России // Лесной Вестник. 2012. Т. 8 (91). С. 160.

2. Jorgensen H., Kristensen J.B., Felby C. Enzymatic conversion of lignocellulose into fermentable sugars: challenges and opportunities // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2007. Vol. 1. P. 119.

3. Sims R.E.H. Mabee W., Saddler J.N., Taylor M. An overview of second generation biofuel technologies // Bioresource Technology. 2010. Vol. 101. P. 1570.

4. 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. Vol. 67. P. 898.

5. Короткова О.Г., Семенова М.В., Морозова В.В., Соколова Л.М., Бубнова Т.М., Окунев О.Н., Синицын А.П. Выделение и свойства грибных β-глюкозидаз // Биохимия. 2009. T. 75. № 5. C. 681.

6. Merino S.T., Cherry J. Progress and challenges in enzyme development for biomass utilization // Advances in Biochemical Engineering// Biotechnology. 2007. Vol. 108. P. 95.

7. Margeot A., Hahn-Hagerdal B., Edlund M., Slade R., Monot F. New improvements for lignocellulosic ethanol // Curr. Opinion in Biotechnol. 2009. Vol. 20 (3). P. 372.

8. Kubicek C.P., Mikus M., Schuster A., Schmoll M., Seiboth B. Metabolic engineering strategies for the improvement of cellulase production by Hypocrea jecorina // Biotechnology for Biofuels. 2009. Vol. 2. P. 19.

9. 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 // Appl. Biochem. Microbiol. 2005. Vol. 41. P. 182.

10. Martins L.F., Kolling D., Camassola M., Dillon A.J., Ramos L.P. Comparison of Penicillium echinulatum and reesei cellulases in relation to their activity against various cellulosic substrates // Bioresource Technology. 2008. Vol. 99. P. 1417.

11. Gusakov A.V., Sinitsyn A.P. Cellulases from Penicillium species for producing fuels from biomass // Biofuels. 2012. Vol. 3 (4). P. 463.

12. Aleksenko A.Y., Makarova N.A., Nikolaev I.V. Integrative and replicative transformation of Penicillium canescens with a heterologous nitrate-reductase gene // Current Genetics. 1995. Vol. 28. P. 474.

13. Синицын А.П., Черноглазов В.М., Гусаков А.В. Методы исследования и свойства целлюлолитических ферментов. М.: ВИНИТИ, 1990. Т. 25. C. 154.

14. Биссвангер Х. Практическая энзимология. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. C. 328.


Review

For citations:


Proskurina O.V., Korotkova O.G., Rozhkova A.M., Matys V.Yu., Koshelev A.V., Okunev O.N., Nemashkalov V.A., Sinitsyna O.A., Sinitsyn A.P. Application of technology «fusion» to create a highly efficient biocatalysts based on recombinant strains of the fungus Penicillium verruculosum for the conversion of cellulose biomass. Kataliz v promyshlennosti. 2013;(5):65-73. (In Russ.)

Views: 564


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)