Новые методы одностадийной переработки полисахаридных компонентов лигноцеллюлозной биомассы (целлюлозы и гемицеллюлоз) в ценные продукты. Часть 2. Подходы, применяемые в биотехнологической переработке поли- и моносахаридов в ценные продукты, востребованны

Часть 2 обзора посвящена современным процессам биотехнологической переработки лигноцеллюлозной биомассы в востребованные вещества. Рассмотрены подходы, направленные на разработку более эффективных ферментов для деполимеризации компонентов биомассы, а также свойства микроорганизмов, применяемых для ферментации сахаров, получаемых из биомассы. Дана характеристика различных биотехнологических подходов к ферментации продуктов деполимеризации, в том числе SHF, SSF, NSSF, SSFF, SSCF и CBP. Показано, что основными тенденциями в разработке новых биотехнологических подходов к переработке биомассы является применение генетической инженерии, синтетической биологии, а также сокращение количества технологических стадий. Отмечено, что разработка одностадийных подходов к переработке лигноцеллюлозной биомассы является перспективным направлением для создания новых эффективных технологий получения востребованных веществ.

1. Gupta M.N., Raghava S. // Chemistry Central Journal. 2007. Vol. 1. № 1. P. 1-3.

2. Kilbane J.J. // Frontiers in Microbiology. 2016. Vol. 7. P. 86.

3. Cheng S., Zhu S. // Bioresources 2009. Vol. 4. № 2. P. 456—457.

4. Mauser W., Klepper G., Zabel F. et al. // Nature Communications. 2015. Vol. 6. P. 8946.

5. Kumar A., Gautam A., Dutt D. // Advances in Bioscience and Biotechnology. 2016. Vol. 7. P. 149—168.

6. Hermann B.G., Dornburg V., Patel M.K. // Industrial Biotechnology / Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2010. P. 433—455.

7. Громов Н.В. Таран О.П., Сорокина К.Н., Мищенко Т.И., Утанди Ш., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2016. Т. 16. № 1. P. 74—83.

8. Akhtar N., Gupta K., Goyal D. et al. // Environmental Progress & Sustainable Energy. 2016. Vol. 35. № 2. P. 489—511.

9. Barton N.R., Burgard A.P., Burk M. J. et al. // Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 2015. Vol. 42. № 3. P. 349—360.

10. Hong E., Kim D., Kim J. et al. // Biomass and Bioenergy. 2015. Vol. 77. P. 177—185.

11. Sawisit A., Jantama S.S., Kanchanatawee S. et al. // Bioprocess and Biosystems Engineering. 2015. Vol. 38. № 1. P. 175—187.

12. Bai Z., Gao Z., Sun J. et al. // Bioresource Technology. 2016. Vol. 207. P. 346—352.

13. Wyman C.E. // Twenty-Second Symposium on Biotechnology for Fuels and Chemicals / Brian H. Davison, James McMillanMark Finkelstein. - Totowa, NJ: Humana Press, 2001. P. 5—21.

14. Jönsson L., Alriksson B., Nilvebrant N.-O. // Biotechnology for Biofuels. 2013. Vol. 6. № 1. P. 1—10.

15. Volkov P.V., Rozhkova A.M., Gusakov A.V. et al. // Protein Expression and Purification. 2014. Vol. 103. P. 1—7.

16. Ghose T.K., Bisaria V.S. // Biotechnology and Bioengineering. 1979. Vol. 21. № 1. P. 131—146.

17. Woodward J.W.K.S., Zachary G.S., Wohlpart D.L. // Biotechnology and Bioengineering Symposium. 1981. Vol. 11. P. 619—629.

18. Schwarz W.H. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2001. Vol. 56. № 5-6. P. 634—649.

19. Булахов А.Г., Гусаков А.В., Чекушина А.В. и др. // Биохимия. 2016. Т. 81. № 5. С. 701—709.

20. Eibinger M., Ganner T., Bubner P. et al. // The Journal of biological chemistry. 2014. Vol. 289. № 52. P. 35929—35938.

21. Fang H., Xia L. // Bioresource Technology. 2013. Vol. 144. № P. 693—697. 22. Tishkov V.I., Gusakov A.V., Cherkashina A.S. et al. // Biochimie. 2013. Vol. 95. № 9. P. 1704—1710.

22. Amano Y., Shiroishi M., Nisizawa K. et al. // The Journal of Biochemistry. 1996. Vol. 120. № 6. P. 1123—1129.

23. Heinzelman P., Snow C.D., Wu I. et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009. Vol. 106. № 14. P. 5610—5615.

24. Cao L.-С., Wang Z.-J., Ren G.-H. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2015. Vol. 8. P. 202.

25. Proskurina O.V., Korotkova O.G., Rozhkova A.M. et al. // Applied Biochemistry and Microbiology. 2015. Vol. 51. № 6. P. 667—673.

26. Проскурина О.В., Короткова О.Г., Рожкова А.М. и др. //

27. Прикладная биохимия и микробиология. 2015. Т. 56. № 6. С. 592—599.

28. Gao D., Uppugundla N., Chundawat S.P. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2011. Vol. 4. № 1. P. 1—11.

29. Morozova V.V., Gusakov A.V., Andrianov R.M. et al. // Biotechnology Journal. 2010. Vol. 5. № 8. P. 871—880.

30. Ju X., Bowden M., Engelhard M. et al. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2014. Vol. 98. № 10. P. 4409—4420.

31. Li C., Knierim B., Manisseri C. et al. // Bioresource Technology. 2010. Vol. 101. № 13. P. 4900—4906.

32. Gladden J.M., Park J.I., Bergmann J. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2014. Vol. 7. № 1. P. 1—12.

33. Xu J., He B., Wu B. et al. // Bioresource Technology. 2014. Vol. 157. P. 166—173.

34. Nordwald E.M., Brunecky R., Himmel M.E. et al. // Biotechnology and Bioengineering. 2014. Vol. 111. № 8. P. 1541—1549.

35. Konda N. M., Shi J., Singh S. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2014. Vol. 7. № 1. P. 86.

36. Tarek A.A.M., Nagwa A.T. // African Journal of Biotechnology. 2007. Vol. 6. № 8. P. 1048—1054.

37. Liming X., Xueliang S. // Bioresour Technol. 2004. Vol. 91. № 3. P. 259—262.

38. He M., Wu B., Qin H. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2014. Vol. 7. № 1. P. 1—15.

39. Liu P., Zhu X., Tan Z. et al. // Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology / Th. Scheper, S. Belkin, P.M. Doran et. al. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2015. P. 1—34.

40. Qin L., Li W. C., Liu L. et al. // Biotechnol Biofuels. 2016. Vol. 9. P. 70.

41. Berlin A., Balakshin M., Gilkes N. et al. // Journal of Biotechnology. 2006. Vol. 125. № 2. P. 198—209.

42. Li B.-Z., Balan V., Yuan Y.-J. et al. // Bioresource Technology. 2010. Vol. 101. № 4. P. 1285—1292.

43. Almeida J.R.M., Modig T., Petersson A. et al. // Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 2007. Vol. 82. № 4. P. 340—349.

44. Hassan E.-S. R. E., Mutelet F., Moise J.-C. et al. // RSC Advances. 2015. Vol. 5. № 75. P. 61455—61464.

45. Wang C., Yan D., Li Q. et al. // Bioresource Technology. 2014. Vol. 172. P. 283—289.

46. Ninomiya K., Ogino C., Ishizaki M. et al. // Biochemical Engineering Journal. 2015. Vol. 103. P. 198—204.

47. Öhgren K., Bura R., Lesnicki G. et al. // Process Biochemistry. 2007. Vol. 42. № 5. P. 834—839.

48. Olofsson K., Bertilsson M., Lidén G. // Biotechnology for Biofuels. 2008. Vol. 1. P. 7—7.

49. Davidson J.F., Whyte B., Bissinger P.H. et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1996. Vol. 93. № 10. P. 5116—5121.

50. Rodrigues T.H.S., de Barros E.M., de Sá Brígido J. et al. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2016. Vol. 178. № 6. P. 1167—1183.

51. Wu Z., Lee Y.Y. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 1998. Vol. 70. № 1. P. 479-492.

52. Ishola M.M., Jahandideh A., Haidarian B. et al. // Bioresource Technology. 2013. Vol. 133. P. 68—73.

53. Singh A., Das K., Sharma D.K. // Industrial & Engineering Chemistry Product Research and Development. 1984. Vol. 23. № 2. P. 257—262.

54. Teixeira L.C., Linden J.C., Schroeder H.A. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2000. Vol. 84. № 1. P. 111—127.

55. Olofsson K., Palmqvist B., Lidén G. // Biotechnology for Biofuels. 2010. Vol. 3. № 1. P. 1—9.

56. Jin M., Gunawan C., Balan V. et al. // Bioresource Technology. 2012. Vol. 110. P. 587—594.

57. Schuster B.G., Chinn M.S. // BioEnergy Research. 2013. Vol. 6. № 2. P. 416—435.

58. den Haan R., van Rensburg E., Rose S.H. et al. // CurrentOpinion in Biotechnology. 2015. Vol. 33. P. 32—38.

59. Chang J.-J., Ho C.-Y., Ho F.-J. et al. // Biotechnology for Biofuels. 2012. Vol. 5. № 1. P. 1—12.

60. Fujita Y., Ito J., Ueda M. et al. // Appl Environ Microbiol. 2004. Vol. 70. № 2. P. 1207—1212.

61. Shin S.K., Hyeon J.E., Kim Y.I. et al. // Biotechnology Journal. 2015. Vol. 10. № 12. P. 1912—1919.

62. Liu Z., Ho S.-H., Sasaki K. et al. // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. P. 24550.

63. Lu Y., Zhang Y.H., Lynd L.R. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2006. Vol. 103. № 44. P. 16165-16169.

64. Argyros D.A., Tripathi S.A., Barrett T.F. et al. // Appl. Environ Microbiol. 2011. Vol. 77. № 23. P. 8288—8294.

65. Ronan P., Yeung C.W., Schellenberg J. et al. // Bioresource Technology. 2013. Vol. 129. P. 156—163.