Характеристика сфер застосування целюлозо- і ксиланолітичних ферментів. Визначення типів індукторів синтезу целюлозолітичних ферментів. Аналіз ендо-, екзоглюканазної та ксиланазної активності штаму Fennellia flavipes на середовищах з різними субстратами.
При низкой оригинальности работы "Особливості біосинтезу позаклітинних целюлаз і ксиланази у Fennellia flavipes b.j. wiley et e.g. simmons", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Комплекси целюлозо-і ксиланолітичних ферментів широко застосовуються в технологіях переробки лігноцелюлозної біомаси. Класична схема гідролізу целюлози включає синергічну дію трьох класів ферментів: ендо-1,4-в-глюканаза (хаотично розщеплює внутрішні звязки в ланцюзі целюлози); екзо-1,4-в-глюканаза (атакує кінці полімеру целюлози, утворюючи целобіозу); в-глюкозидаза (конвертує целобіозу в глюкозу) [4, 5]. Оскільки синтез целюлозо-і ксиланолітичних комплексів контролюється у мікроміцетів різними неконсервативними механізмами, тому пошук ефективних індукторів синтезу целюлаз є важливим етапом біотехнологічних досліджень. Для визначення індукторів синтезу целюлозолітичного комплексу у дослідженого штаму були використані такі речовини, 5 г/л: лактоза, арабіноза, сорбітол - з додаванням фільтрувального паперу (ФП) та Na-КМЦ (Sigma), пшенична солома - без додавання ФП. Дослідження динаміки ендоглюканазної активності за наявності специфічних індукторів в поживному середовищі показало, що вона характеризувалась тривалою (2-3 доби) фазою адаптації до субстрату, а максимальна ферментативна активність спостерігалась на 5-добу культивування на середовищі з пшеничною соломою (14-17 од/мл) (рис.Отже, використання комплексного джерела вуглецю (пшеничної соломи) призводить до ефективної індукції синтезу позаклітинних целюлозо-і ксиланолітичних ферментативних комплексів у штаму Fennellia flavipes і Fusarium sp.
Вывод
Отже, використання комплексного джерела вуглецю (пшеничної соломи) призводить до ефективної індукції синтезу позаклітинних целюлозо- і ксиланолітичних ферментативних комплексів у штаму Fennellia flavipes і Fusarium sp. 5 (показано попередніми дослідженнями). Такі розчинні неспецифічні індуктори як лактоза, арабіноза і сорбітол, що індукували синтез целюлаз у Trichoderma reesei [9], не активували процес синтезу комплексу целюлаз та ксиланази у дослідженого штаму. Встановлений нами спектр позаклітинної целюлозолітичної та ксиланазної активності у F. flavipes свідчить про перспективність подальших досліджень з метою отримання ферментних препаратів та їх використання в технологіях переробки сільскогосподарських відходів для отримання целюлозного біоетанолу.
139
Список литературы
1. Павличенко А.К., Пасик Ю.С., Курченко И.Н. и др. Некоторые особенности индукции синтеза компонентов целлюлазного комплекса Fusarium sp. // IX Mikdzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji “Nauka i inowacja”, 7-15 жовт. 2013 р.: матеріали конф., Vol. 15 - Przemyњl: “Nauka i studia”, 2013. - С. 22-26.
2. Biofuels and food security. A report by High Level Panel of Experts on Food Security and Nutrition of the Committee on World Food Security // Gitz V. ed. - Rome, 2013. - 131 p.
3. Ghose T.K. Measurement of Cellulase Activities // Pure and Applied Chemistry. - 1987. - 59, N 2. - P. 257-268. 4. Horn S.J., Vaaje-Kolstad G., Westereng B., Eijsink V.G.H. Novel enzymes for the degradation of cellulose //
Biotechnology for Biofuels. - 2012. - 45, N 5. - 13 p.
5. Kumar D., Murthy G.S. Stochastic molecular model of enzymatic hydrolysis of cellulose for ethanol production // Biotechnology for Biofuels. - 2013. - 6, N 63. - 20 p.
6. Ike M, Park J.Y., Tabuse M., Tokuyasu K. Controlled preparation of cellulases with xylanolytic enzymes from Trichoderma reesei (Hypocrea jecorina) by continuous-feed cultivation using soluble sugars // Biosci. Biotechnol. Biochem. - 2013. - 77, N 1. - Р. 161-166.
7. Miller G.I. Use of dinitrosalycilic acid reagent for determination of reducing sugars // Analytical Chemistry. - 1959. - 31, N 3. - P. 426-428.
8. Olsson L., Jшrgensen H., Krogh K.B.R., Roca C. Bioethanol production from lignocellulosic material // Polysaccharides: structural diversity and functional versatility. - New York: Marcel Dekker Inc., 2004. - P. 957- 993.
9. Peterson R., Nevalainen H. Trichoderma reesei RUT-C30 - thirty years of strain improvement // Microbiology. - 2012. - 158, N 1. - P. 58-68.
10. Schnepf R., Yacobucci B.D. Renewable Fuel Standard (RFS): Overview and Issues // USA: Congressional Research Service Report, 2013. - 31 p.
11. Sun Y., Cheng J. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production // Bioresource Technnol. - 2002. - 83. - P. 1-11.
12. Zhang Y.H.P., Hong J., Ye X. Cellulase Assays // Biofuels: Methods and Protocols, Methods / Molecular Biology by ed. Mielenz. - 2009. - 581. - Р. 213-231.
13. Znameroski E.A., Coradetti S.T., Rochec C.M. et al. Glass Induction of lignocellulose-degrading enzymes in Neurospora crassa by cellodextrins // PNAS. - 2012. - 109, N 16. - Р. 6012-6017.
Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of Natl. Acad. Sci. of Ukraine, Ukraine, Kiev, MSP, D03680, Zabolotny str., 154, е-mail: syrchin@ukr.net
BIOSYTRIALIS PECULIARITIES OF EXTRACELLULAR CELLULASES AND XYLANASE BY FENNELLIA FLAVIPES B.J. WILEY ET E.G. SIMMONS
Aims. The aim of this research was to study the effect of the inductors of the cellulases and xylanase biosynthesis process. Methods. Cellulase activity has been measured by filter paper activity (exoglucanase) and viscosity reduction of Na-CMC solution (endoglucanase). Xylanase activity has been determined by hydrolysis of beech xylan. Results. Lactose, filter paper, arabinose, Na-CMC, wheat straw, sorbitol have been studied as possible inductors of cellulase and xylanase complex of Fennellia flavipes. The only wheat straw has induced significant value of cellulase and xylanase activity. Fennellia flavipes have not synthesized cellulase and xylanase, when it was cultivated on non-specific substrates. Conclusions. Effective synthesis of extracellular cellulase and xylanase complex by F. flavipes have been indicated that further research is a promising for obtaining of enzyme preparations and using for agricultural waste processing technology and cellulosic ethanol producing.
