ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ «ФЪЮЖН» ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ БИОКАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ РЕКОМБИНАНТНЫХ ШТАММОВ ГРИБА PENICILLIUM VERRUCULOSUM ДЛЯ КОНВЕРСИИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕЙ БИОМАССЫ

Гидролиз целлюлозосодержащей биомассы под действием биокатализаторов (ферментных препаратов, ФП) – один из самых перспективных и экологически чистых методов получения ряда полезных продуктов. В данной работе использован принципиально новый подход к созданию рекомбинантных ФП с заданными свойствами, заключающийся в применении фъюжн-конструкции для клонирования генов целевых ферментов. На основе штамма гриба Penicillium verruculosum при использовании фъюжн-конструкции создан ряд ФП с различными свойствами, представляющими интерес, в первую очередь, как добавки для увеличения гидролитической способности базового целлюлолитического комплекса P.verruculosum. Совместное использование новых ФП и базового ФП P.verruculosum позволило увеличить его биокаталитическую (гидролитическую) эффективность по отношению к растительному целлюлозосодержащему сырью. При добавлении 20 % нового ФП к базовому без изменения суммарной дозировки ФП в реакционной смеси рост эффективности гидролиза целлюлозосодержащих субстратов (измельченной осиновой древесины и измельченной обессмоленной сосновой древесины) составляет до 70 %.

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.