Аркадий Пантелеймонович Синицын, Ольга Аркадьевна Синицына, Иван Никитич Зоров, Александра Михайловна Рожкова

Карбогидразы – 50 лет исследований на кафедре химической энзимологии МГУ имени М.В. Ломоносова, история и перспективы

Аннотация. Изложена история развития исследований карбогидраз, проводимых на кафедре химической энзимологии с середины 1970-х годов по настоящее время. Приведены результаты, касающиеся механизма и кинетики процессов ферментативной конверсии целлюлозы и возобновляемого растительного сырья (ВРС) под действием мультиферментных целлюлазных комплексов; роли индивидуальных компонентов этих комплексов – базовых (эндоглюканаз и целлобиогидролаз), вспомогательных ферментов (полисахаридмонооксигеназы, β-глюкозидазы, ксиланазы) и их синергетического взаимодействия. Описаны особенности использования для биоконверсии ВРС реакторов различной конструкции: периодического действия, непрерывного действия колонного типа, реактора для осуществления гидролиза в постоянном электрическом поле, реактора с интенсивным перемешиванием ферромагнитными частицами в переменном магнитном поле. Обсуждены возможности увеличения реакционной способности растительного сырья с помощью различных методов предобработки, а также влияние структурных и физико-химических факторов целлюлозы на эффективность ее ферментативной конверсии. Приведены данные по созданию высокоактивных штаммов микроскопических грибов – продуцентов целлюлаз и других карбогидраз с помощью методов индуцированного мутагенеза – родов Trichoderma (Hypocrea), Penicillium (Talaromyces), Aspergillus, Chrysosporium (Myceliophtora), а также данные по составу продуцируемых ими ферментных комплексов и формирующих их ферментов. Описано создание экспрессионных систем на базе грибов P. canescens и P. verruculosum и конструирование с их помощью рекомбинантных штаммов – продуцентов, позволивших получить ферментные препараты (ФП), обеспечивающие высокую эффективность процессов биоконверсии ВРС, а также создать продуценты широкого круга карбогидраз для практического применения в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Ряд промышленно важных ФП, полученных с помощью экспрессионной системы P. verruculosum, производится в настоящее время на заводе ООО "Агрофермент".
Ключевые слова: карбогидразы, целлюлазы, растительное сырье, целлюлозы, предобработка, штаммы-продуценты, генетическая инженерия, технические ферменты, Trichoderma, Penicillium
DOI: 10.55959/MSU0579-9384-2-2023-64-4-312-333

  Полный текст статьи в формате PDF

Вестник Московского Университета.
Химия 2023, том 64, № 4, стр. 312-333