Открытый доступ
Только для подписчиков
Применение бактериальных термостабильных липолитических ферментов в современных биотехнологических процессах: обзор
https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-6-61-73
Аннотация
В обзоре приведены сведения о современных исследованиях по применению бактериальных липолитических ферментов в биотехнологии. Рассмотрены бактериальные термостабильные липолитические ферменты и их свойства, в том числе: активность и функциональная стабильность при различных температурах, рН, в органических растворителях, а также субстратная специфичность и активность в присутствии различных химических веществ. Приведены сведения о разработке рекомбинантных продуцентов бактериальных липолитических ферментов и подходах к повышению их продуктивности. Рассмотрено применение бактериальных липаз в биотехнологических процессах получения биотоплива, различных химических веществ и моющих средств, в пищевой промышленности, а также в процессах водоочистки.
Об авторах
Ю. В. Самойлова
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск
Россия
Россия
К. Н. Сорокина
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск
Россия
Россия
А. В. Пилигаев
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск
Россия
Россия
В. Н. Пармон
Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск
Россия
Россия
Список литературы
1. Сорокина К.Н., Самойлова Ю.В., Пилигаев А.В., Шивакумар У., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2017. T. 17. № 1. C. 70—77. [K.N. Sorokina, Y.V. Samoylova, A.V. Piligaev. Catal. Ind. 2017. Vol. 9, Is. 3, pp. 264-269 (Engl. Transl.)].
2. Сорокина К.Н., Самойлова Ю.В., Пилигаев А.В., Шивакумар У., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2017. T. 17. № 1. C. 78—85. [K.N. Sorokina, Y.V. Samoylova, A.V. Piligaev. Catal. Ind. 2017. Vol. 9, Is. 4, pp. 348-353 (Engl. Transl.)].
3. Самойлова Ю.В., Сорокина К.Н., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2016. T. 16. № 3. C. 57—63. [Y.V. Samoylova, K.N. Sorokina, V.N. Parmon. Catal. Ind. 2016. Vol. 9, Is. 1, pp. 62-70 (Engl. Transl.)].
4. Самойлова Ю.В., Пилигаев А.В., Сорокина К.Н., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2016. T. 16. № 5. C. 66—74. [Y.V. Samoylova, A.V. Piligaev, K.N. Sorokina, V.N. Parmon. Catal. Ind. 2017. Vol. 9, Is. 1, pp. 62-70 (Engl. Transl.)].
5. Готовцев П.М., Юзбашева Е.Ю., Горин К.В., Бутылин В.В., Бадранова Г.У., Перковская Н.И., Мостова Е.Б., Намсараев З.Б., Руднева Н.И., Комова А.В., Василов Р.Г., Синеокий С.П. // Биотехнология. 2015. T. 2. C. 33—45.
6. Юзбашева Е.Ю., Готовцев П.М., Мостова Е.Б., Перковская Н.И., Ломоносова М.А., Бутылин В.В., Синеокий С.П., Василов Р.Г. // Биотехнология. 2014. T. 1. C. 8—24.
7. Sarmah N., Revathi D., Sheelu G., Yamuna Rani K., Sridhar S., Mehtab V., Sumana C. // Biotechnology Progress. 2018. V. 34. № 1. P. 5-28.
8. Сорокина К.Н., Самойлова Ю.В., Пилигаев А.В., Тулупов А.А., Пармон В.Н. Применение биотехнологии для переработки липидов растительного происхождения в ценные продукты и их влияние на здоровье человека. Новосибирск: ИПЦ НГУ, 2017. 154 с.
9. Khan F.I., Lan D., Durrani R., Huan W., Zhao Z., Wang Y. // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2017. V. 5. 16. doi: [10.3389/fbioe.2017.00016]
10. Hide W.A., Chan L., Li W.H. // Journal of Lipid Research. 1992. V. 33. № 2. P. 167-178.
11. Kapoor M., Gupta M.N. // Process Biochemistry. 2012. V. 47. № 4. P. 555-569.
12. Bornscheuer U.T. // FEMS Microbiology Reviews. 2002. V. 26. № 1. P. 73-81.
13. Lee L.-C., Lee Y.-L., Leu R.-J., Shaw J.-F. // Biochemical Journal. 2006. V. 397. № 1. P. 69-76.
14. Bharathi D., Rajalakshmi G., Komathi S. // Journal of King Saud University-Science. 2018. https://doi.org/10.1016/j.jksus. 2017.12.018.
15. Самойлова Ю.В., Тулупов А.А., Сорокина К.Н. // Вестник НГУ. Серия: Биология, клиническая медицина. 2014. T. 12. № 4. C. 77—84.
16. Сорокина К.Н., Розанов А.С., Брянская А.В., Пельтек С.Е. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. T. 17. № 4—1. C. 651—658.
17. Kim G.J., Lee E.G., Gokul B., Hahm M.S., Prerna D., Choi G.S., Ryu Y.W., Ro H.-S., Chung B.H. // Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 2003. V. 22. № 1. P. 29-35.
18. Самойлова Ю.В., Пилигаев А.В., Сорокина К.Н., Розанов А.С., Пельтек С.Е., Новиков А.А., Альмяшева Н.Р., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2015. T. 15. № 6. C. 90—96. [Y.V. Samoylova, A.V. Piligaev, K.N. Sorokina et al. A, Catal. Ind . Vol. 8, Is. 2, pp. 187-19370 (Engl. Transl.)].
19. Нагибина В.В., Ребезов М.Б., Анохина Е.С., Максимюк Н.Н., Асенова Б.К. // Молодой ученый. 2014. T. 8. C. 214—216.
20. Безбородов А.М., Загустина Н.А. // Прикладная биохимия и микробиология. 2014. T. 50. № 4. C. 347—373.
21. Samoylova Y., Sorokina K., Piligaev A., Parmon V. // Catalysts. 2018. V. 8. № 4. P. 154.
22. Bayoumi R.A., El-louboudey S.S., Sidkey N.M., Abd-El-Rahman M.A. // Journal of Applied Sciences Research. 2007. V. 3. № 12. P. 1752-1765.
23. Chiş L., Hriscu M., Bica A., Toşa M., Nagy G., Róna G., G. Vértessy B., Dan Irimie F. // The Journal of General and Applied Microbiology. 2013. V. 59. № 2. P. 119-134.
24. Kim J., Deng L., Hong E., Ryu Y. // Protein Expression and Purification. 2015. V. 116. P. 90-97.
25. Shariff F.M., Rahman R.N.Z.R.A., Basri M., Salleh A.B. // International Journal of Molecular Sciences. 2011. V. 12. № 5. C. 2917-2934.
26. Sivaramakrishnan R., Muthukumar K. // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2012. V. 166. № 4. P. 1095-1111.
27. Xie Z., Xu B., Ding J., Liu L., Zhang X., Li J., Huang Z. // Biotechnology Letters. 2013. V. 35. № 8. P. 1283-1289.
28. Mohamed Z.K., Ahmed M.A., Fetyan N.A., Elnagdy S.M. // Journal of Advanced Research. 2010. V. 1. № 2. P. 145-149.
29. Surendhiran D., Sirajunnisa A.R., Vijay M. // 3 Biotech. 2015. V. 5. № 5. P. 715-725.
30. Leow T.C., Sharif F.M., Rahman R.N.Z.R.A., Salleh A.B., Basri M. // Book Thermostable lipases. New York N., USA: Nova Science Publishers Inc, 2006. P. 41-61.
31. Vieille C., Zeikus G.J. // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2001. V. 65. № 1. P. 1-43.
32. Castro-Ochoa L.D., Rodríguez-Gómez C., Valerio-Alfaro G., Oliart Ros R. // Enzyme and Microbial Technology. 2005. V. 37. № 6. P. 648-654.
33. Stathopoulou P.M., Savvides A.L., Karagouni A.D., Hatzinikolaou D.G. // BioMed Research International. Volume 2013, Article ID 703130, 13 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2013/703130
34. Salameh M.d.A., Wiegel J. // Applied and Environmental Microbiology. 2007. V. 73. № 23. P. 7725-7731.
35. Кригер А.В., Дышлюк Л.С., Долганюк В.Ф., Зимина М.И., Асякина Л.К. // Фундаментальные исследования. 2013. T. 12. C. 122—126.
36. Сорокина К.Н., Нуриддинов М.А., Розанов А.С., Иванисенко В.А., Пельтек С.Е. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. T. 17. № 4-1. C. 666—674.
37. Litthauer D., Ginster A., van Eeden Skein E. // Enzyme and Microbial Technology. 2002. V. 30. № 2. P. 209-215.
38. Nawani N., Kaur J. // Molecular and Cellular Biochemistry. 2000. V. 206. № 1. P. 91-96.
39. Gricajeva A., Bendikienė V., Kalėdienė L. // International Journal of Biological Macromolecules. 2016. V. 92. P. 96-104.
40. Kaur G., Singh A., Sharma R., Sharma V., Verma S., Sharma P.K. // 3 Biotech. 2016. V. 6. № 1. P. 49.
41. Bradoo S., Saxena R.K., Gupta R. // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 1999. V. 15. № 1. P. 87-91.
42. Ramani K., Chockalingam E., Sekaran G. // Journal of IndustrialIndustrial Microbiology & Biotechnology. 2010. V. 37, № 5. P. 531-535.
43. Andersson R.E., Hedlund C.B., Jonsson U. // Journal of Dairy Science. 1979. V. 62. № 3. P. 361-367.
44. Sharma S., Kanwar S.S. // The Scientific World Journal. 2014. V. 2014. P. 15.
45. Schmidt-Dannert C., Sztajer H., Stöcklein W., Menge U., Schmid R.D. // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Lipids and Lipid Metabolism. 1994. V. 1214. № 1. P. 43-53.
46. Sugihara A., Tani T., Tominaga Y. // The Journal of Biochemistry. 1991. V. 109. № 2. P. 211-216.
47. Hun C.J., Rahman R.N.Z.A., Salleh A.B., Basri M. // Biochemical Engineering Journal. 2003. V. 15, № 2. P. 147-151.
48. Гумеров В.М., Марданов А.В., Колосов П.М., Равин Н.В. // Прикладная биохимия и микробиология. 2012. T. 48. C. 376-382.
49. Macrae A.R., Hammond R.C. // Biotechnology and Genetic Engineering Reviews. 1985. V. 3. № 1. P. 193-218.
50. Balan A., Ibrahim D., Abdul Rahim R., Ahmad Rashid F.A. // Enzyme Research. 2012. V. 2012. P. 7.
51. Bisht D., Yadav S.K., Darmwal N.S. // Brazilian Journal of Microbiology. 2013. V. 44. № 4. P. 1305-1314.
52. Ekinci A.P., Dinçer B., Baltaş N., Adıgüzel A. // Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry. 2016. V. 31. № 2. P. 325-331.
53. Lestari P., Raharjo T.J., Matsjeh S., Haryadi W. // AIP Conference Proceedings. 2016. V. 1755. № 1. P. 080003.
54. Dharmsthiti S., Pratuangdejkul J., Theeragool G., Luchai S. // The Journal of General and Applied Microbiology. 1998. V. 44. № 2. P. 139-145.
55. Jaeger K.-E., Ransac S., Dijkstra B.W., Colson C., van Heuvel M., Misset O. // FEMS Microbiology Reviews. 1994. V. 15. № 1. P. 29-63.
56. Hassing G.S. // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Enzymology. 1971. V. 242. № 2. P. 381-394.
57. Lanser A.C., Manthey L.K., Hou C.T. // Current Microbiology. 2002. V. 44. № 5. P. 336-340.
58. Kanmani P., Kumaresan K., Aravind J. // Brazilian Journal of Microbiology. 2015. V. 46. № 4. P. 1235-1243.
59. Zheng J.-y., Wang J., Zhou S.-s., Li X.-j., Ying X.-x., Wang Z. // Protein Expression and Purification. 2017. V. 136. P. 66-72.
60. Valero F. // Lipases and Phospholipases: Methods and Protocols / Sandoval G. — Totowa, NJ: Humana Press, 2012. P. 161-178.
61. Borrelli G. M., Trono D. // International Journal of Molecular Sciences. 2015. V. 16.№ 9. P. 20774-20840.
62. Падкина М.В., Самбук Е.В. // Экологическая генетика. 2015. T. 13. № 2. C. 36—57.
63. Villaverde A., Mar Carrió M. // Biotechnology Letters. 2003. V. 25. № 17. P. 1385-1395.
64. De Marco A. // Microbial Cell Factories. 2009. V. 8. № 1. P. 26.
65. De Marco A., Deuerling E., Mogk A., Tomoyasu T., Bukau B. // BMC Biotechnology. 2007. V. 7. P. 32-32.
66. Saibil H.R. // Current Opinion in Structural Biology. 2008. V. 18. № 1. P. 35-42.
67. Quyen D.T., Schmidt-Dannert C., Schmid R.D. // Applied and Environmental Microbiology. 1999. V. 65. № 2. P. 787-794.
68. Shuo-shuo C., Xue-zheng L., Ji-hong S. // Protein Expression and Purification. 2011. T. 77. № 2. Р. 166-172.
69. Datta S., Christena L.R., Rajaram Y.R.S. // 3 Biotech. 2013. V. 3. № 1. P. 1-9. 70. Коваленко Г.А., Перминова Л.В., Беклемишев А.Б., Мамаев А.Л., Патрушев Ю.В. // Катализ в промышленности. 2017. T. 17. № 5. C. 399—406.
70. Коваленко Г.А., Перминова Л.В., Беклемишев А.Б., Мамаев А.Л., Патрушев Ю.В. // Катализ в промышленности. 2017. T. 17. № 5. C. 399—406.
71. Коваленко Г.А., Перминова Л.В., Беклемишев А.Б., Пыхтина М.Б. // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. 2018. T. 2. C. 7—22.
72. Du W., Xu Y., Liu D., Zeng J. // Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 2004. V. 30. № 3. P. 125-129.
73. Gonzalo A., García M., Luis Sánchez J., Arauzo J., Peña J.Á. // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2010. V. 49. № 9. P. 4436-4443.
74. Salis A., Pinna M., Monduzzi M., Solinas V. // Journal of Biotechnology. 2005. V. 119. № 3.P. 291-299.
75. Сорокина К.Н., Яковлев В.А., Пилигаев А.В., Кукушкин Р.Г., Пельтек С.Е., Колчанов Н.А., Пармон В.Н. // Катализ в промышленности. 2012. T. 2. C. 63—72.
76. Пилигаев А.В., Сорокина К.Н., Пармон В.Н. // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина 2015. T. 13. № 4. C. 19—26.
77. Noureddini H., Gao X., Philkana R.S. // Bioresource Technology. 2005. V. 96, № 7. P. 769-777.
78. Kim S.H., Kim S.-j., Park S., Kim H.K. // Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 2013. V. 85—86. P. 10-16.
79. Winayanuwattikuna P., Piriyakananona K., Wongsathonkittikunb P., Charoenpanich J. // ScienceAsia. 2014. V. 40. P. 327-334.
80. Narwal S.K., Saun N.K., Dogra P., Chauhan G., Gupta R. // BioMed Research International. 2015. V. 2015. P. 281934.
81. Cai X., Ma J., Wei D.-z., Lin J.-p., Wei W. // Antonie van Leeuwenhoek. 2014. V. 106. № 5. P. 1049-1060.
82. Kawakami K., Oda Y., Takahashi R. // Biotechnology for Biofuels. 2011. V. 4. P. 42.
83. Abdulla R., Ravindra P. // Biomass and Bioenergy. 2013. V. 56. P. 8-13.
84. Li K., Fan Y., He Y., Zeng L., Han X., Yan Y. // Scientific Reports. 2017. V. 7. № 1. P. 16473.
85. Godoy C.A. // International Journal of Molecular Sciences. 2017. V. 18. № 10. P. 2130.
86. Uppada S.R., Akula M., Bhattacharya A., Dutta J.R. // Journal of Genetic Engineering and Biotechnology. 2017. V. 15. № 2. P. 331-334.
87. Karra-Châabouni M., Ghamgui H., Bezzine S., Rekik A., Gargouri Y. // Process Biochemistry. 2006. V. 41. № 7. P. 1692-1698.
88. Pan J., Dang N.-D., Zheng G.-W., Cheng B., Ye Q., Xu J.-H. // Bioresources and Bioprocessing. 2014. V. 1. № 1. P. 12.
89. Quax W.J., Broekhuizen C.P. // Applied Microbiology and Biotechnology. 1994. V. 41. № 4. P. 425-431.
90. Mutsaers J.H.G.M., Kooreman H.J. // Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 1991. V. 110. № 5. P. 185-188.
91. Steenkamp L., Brady D. // Process Biochemistry. 2008. V. 43. № 12. P. 1419-1426. 92. Godinho L.F., Reis C.R., Tepper P.G., Poelarends G.J., Quax W.J. // Applied and Environmental Microbiology. 2011. V. 77. № 17. P. 6094-6099.
92. Godinho L.F., Reis C.R., Tepper P.G., Poelarends G.J., Quax W.J. // Applied and Environmental Microbiology. 2011. V. 77. № 17. P. 6094-6099.
93. Wei T., Yang K., Bai B., Zang J., Yu X., Mao D. // Molecules. 2016. V. 21. № 7. P. 905.
94. Marszałł M. P., Siódmiak T. // Catalysis Communications. 2012. V. 24. P. 80-84.
95. Li X., Liu T., Xu L., Gui X., Su F., Yan Y. // Biotechnology and Bioprocess Engineering. 2012. V. 17. № 6. P. 1147-1155.
96. Yoon S., Kim S., Park S., Hong E., Kim J., Kim S., Yoo T.H., Ryu Y. // Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 2014. V. 100. P. 25-31.
97. Kim J., Kim S., Yoon S., Hong E., Ryu Y. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2015. V. 99. № 15. P. 6293-6301.
98. Wu H.-Y., Xu J.-H., Shen D., Xin Q. // Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. 2003. V. 30. № 6. P. 357-361.
99. Zhang Y., Pagilla K. // Desalination. 2010. V. 263. № 1. P. 36-44.
100. Shayeghi M., Dehghani M.H., Alimohammadi M., Goodini K. // Journal of Arthropod-Borne Diseases. 2012. V. 6. № 1. P. 45-53.
101. Singh B., Kaur J., Singh K. // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2012. V. 28. № 3. P. 1133-1141.
102. Kim Y.-H., Ahn J.-Y., Moon S.-H., Lee J. // Chemosphere. 2005. V. 60. № 10. P. 1349-1355.
103. Ibrahim W.M., Karam M.A., El-Shahat R.M., Adway A.A. // BioMed Research International. 2014. V. 2014. P. 6.
104. More V.S., Tallur P.N., Niyonzima F.N., More S.S. // 3 Biotech. 2015. V. 5. № 6. P. 967-974.
105. Talwar M.P., Ninnekar H.Z. // Journal of Basic Microbiology. 2015. V. 55. № 9. P. 1094-1103.
106. Pailan S., Gupta D., Apte S., Krishnamurthi S., Saha P. // International Biodeterioration & Biodegradation. 2015. V. 103. P. 191-195.
107. Chen S., Deng Y., Chang C., Lee J., Cheng Y., Cui Z., Zhou J., He F., Hu M., Zhang L.-H. // Scientific Reports. 2015. V. 5. P. 8784.
108. Khan S., Zaffar H., Irshad U., Ahmad R., Khan A. R., Shah M.M., Bilal M., Iqbal M., Naqvi T. // Archives of Biological Sciences. 2016. V. 68. № 1. P. 51-59.
109. Samoylova Y.V., Sorokina K.N., Romanenko M.V., Parmon V.N. // Extremophiles. 2018. V. 22. № 2. P. 271-285.
110. Chauhan M., Chauhan R.S., Garlapati V.K. // BioMed Research International. 2013. V. 2013. P. 6.
111. Joseph B., Ramteke P.W., Thomas G. // Biotechnology Advances. 2008. V. 26. № 5. P. 457-470.
112. Kanjanavas P., Khuchareontaworn S., Khawsak P., Pakpitcharoen A., Pothivejkul K., Santiwatanakul S., Matsui K., Kajiwara T., Chansiri K. // International Journal of Molecular Sciences. 2010. V. 11. № 10. P. 3783-3792.
113. Rathi P., Saxena R. K., Gupta R. // Process Biochemistry. 2001. V. 37. № 2. P. 187-192.
114. An J.D., Patterson D.A., McNeil S., Hossain M.M. // Biotechnology Progress. 2014. V. 30. № 4. P. 806-817.
Рецензия
Для цитирования:
Самойлова Ю.В., Сорокина К.Н., Пилигаев А.В., Пармон В.Н. Применение бактериальных термостабильных липолитических ферментов в современных биотехнологических процессах: обзор. Катализ в промышленности. 2018;18(6):61-73. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-6-61-73
For citation:
Samoilova Yu.V., Sorokina K.N., Piligaev A.V., Parmon V.N. Application of Thermostable Lipolytic Bacterial Enzymes for Modern Biotechnological Processes: Review. Kataliz v promyshlennosti. 2018;18(6):61-73. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-6-61-73
Просмотров: 835
Послать статью по эл. почте 