Нажмите на эту строку чтобы перейти к Новостям сайта "Русский врач"

Перейти
на сайт
журнала
"Врач"
Перейти на сайт журнала "Медицинская сестра"
Перейти на сайт журнала "Фармация"
Перейти на сайт журнала "Молекулярная медицина"
Перейти на сайт журнала "Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии"

ИЗУЧЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛАЗНОЙ АКТИВНОСТИ КОЛЛЕКЦИОННЫХ ШТАММОВ МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ГРИБОВ

DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2022-11-05
Номер журнала: 
11
Год издания: 
2022

З.К. Никитина
д.б.н., профессор, гл. науч. сотрудник,
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) (Москва, Россия)
E-mail: nikitinaz@yandex.ru
И.К. Гордонова
к.б.н., вед. науч. сотрудник,
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) (Москва, Россия)
E-mail: gordonova777@yandex.ru

Актуальность. Целлюлазы занимают третье место в мире среди промышленно получаемых ферментов. В значительной степени это связано с тем, что целлюлоза является основной составной частью растительного материала, и лигнин-целлюлозная часть биомассы накапливается в огромном количестве в виде отходов сельского хозяйства, деревообрабатывающей и других отраслей промышленности. Для конверсии этого материала необходимо произвести его ферментативное расщепление до глюкозы и целлобиозы с помощью различных целлюлаз. Цель исследования – изучение целлюлазной активности коллекционных штаммов мицелиальных грибов для отбора перспективных штаммов-продуцентов целлюлаз. Материал и методы. Объектом исследования являлись 13 штаммов 12 видов микромицетов из биоколлекции микроорганизмов ФГБНУ ВИЛАР, относящиеся к родам Aspergillus, Monilia, Penicillium. В работе использовали поверхностное и глубинное культивирование грибов на средах с частичной заменой сахарозы на целлюлозу. Целлюлозолитическую активность микроорганизмов оценивали по скорости роста колоний. Кроме того, на последнем этапе культивирования окрашивали поверхности агара раствором Люголя, измеряли диаметр зон лизис и рассчитывали индексы лизиса. Культивирование грибов в глубинных условиях проводили в колбах на качалке. Посевным материалом служила суспензия спор семисуточных культур дейтеромицета. В фильтратах культуральной жидкости оценивали общую целлюлазную активность с помощью определения восстанавливающих сахаров, а также концентрацию сахарозы. Результаты. При поверхностном культивировании на модифицированной среде с целлюлазой грибы образовывали колонии и хорошо выраженные зоны лизиса, что свидетельствовало о синтезе и секреции целлюлозолитических ферментов. Выявлены различия скоростей радиального роста и индексов лизиса у отдельных видов и штаммов микромицетов. С использованием регрессионного и корреляционного анализа отобраны шесть штаммов для проведения глубинного культивирования. Показано наличие гидролитической активности по отношению к микрокристаллической целлюлозе в культуральной жидкости грибов при культивировании на среде с частичной заменой сахарозы на целлюлозу. Выводы. Обнаружен синтез целлюлаз исследованными культурами грибов при поверхностном и глубинном культивировании. Комплексный анализ полученных данных позволяет выбрать наиболее перспективные штаммы-продуценты целлюлаз.

Ключевые слова: 
микромицеты
целлюлоза
целлюлаза
поверхностное и глубинное культивирование
Для цитирования: 
Никитина З.К., Гордонова И.К. ИЗУЧЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛАЗНОЙ АКТИВНОСТИ КОЛЛЕКЦИОННЫХ ШТАММОВ МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ГРИБОВ . Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2022; (11): 29-35https://doi.org/10.29296/25877313-2022-11-05

Список литературы: 
  1. Bull A.T., Ward A.C., Goodfellow M. Search and discovery strategies for biotechnology: the paradigm shift. Microbial. Mol. Biol. Rev. 2000; 39: 122–127.
  2. Acharya S., Chaudhary A. Bioprospecting thermophiles for cellulose production: A review. Brazilian Journal of Micro-biology. 2012: 844–856.
  3. Srivastava N., Srivastava M., Alhazmi A., et al. Technological advances for improving fungal cellulose production from wastes for bioenergy application: A review. Environmental Pollution. 2021; 287: 117370. https://doi.org/10/1016/j.env-pol.2021.117370.
  4. Sulyman A.O., Igunnu A., Malomo S.O. Isolation, purification and characterization of cellulose produced by Aspergillus hy-pogeae shells. Heliyon 2020; 6: E05668. https://doi.org/10/ 1016/j.helion.2020.e05668.
  5. Jayasekara S., Ratnayake R. Microbial cellulases: an over-view and applications. 2019. In book: Cellulose. April 2019. Ch. 22. Publisher: IntechOpen. DOI: 10.5772/intecho-pen.84531.
  6. Singhania R.R., Ruiz H.A., Awasthi M.K. et al. Challenges in cellulase bioprocess for biofuel application. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021; 151: 111622. https://doi. org/10/1016/j.rser.2021.111622.
  7. Hadlar D., Sen D., Gayen K. A review on the production of fermentable sugars from lingocellulosic biomass through convertional and enzymatic route – a comparison. Int. J. Green Energy. 2016; 13: 1232–1253.
  8. Kuhad R.C., Deswal D., Sharma S. et al. Revisiting cellulose production and redefining current strategies based on major challengers. Renew. Sustein. Energy Rev. 2016; 55: 249–272.
  9. Roth J.C.G., Hoeltz M., Benitez L.B. Current approaches and trends in the production of microbial cellulases using residual lignocellulosic biomass: a bibliometricanalysis of the last 10 years. Apch. microbial. 2020; 202(5): 935–951.
  10. Bischof R.H., Ramoni J., Seiboth B. cellulases and beyond: the first 70 years of the enzyme producer Trichoderma reesei. Microb. Cell Factories. 2016; 15: 106–118.
  11. Paul M., Mohapatra S., Mohapatra P.K.D., Thatoi H. Micro-bial cellulases – an update towards its surface chemistry, genetic engineering and recovery for its biotechnological potencial. Bioresource Technology. 2021; 340: 125710. https://doi.org/10/1016/j.biortech.2021.125710.
  12. Семенова М.В., Гусаков А.В., Телицин В.Д., Синицин А.П. Ферментативная деструкция целлюлозы: особенности ки-нетического взаимодействия литических полисахаридмоноок-сигеназ и индивидуальных целлюлаз. Прикладная биохимия и микробиология. 2021; 57(5): 477–484.
  13. Никитина З.К., Гордонова И.К. Разработка методических подходов для поиска продуцентов целлюлаз. Вопросы биоло-гической, медицинской и фармацевтической химии. 2018; 3: 27–31. DOI: 10.29296/ 25877313-2018-03-05.
  14. Никитина З.К., Яковлева М.Б., Гордонова И.К., Чол З.Х. Сравнительная оценка роста дейтеромицетов при использова-нии различных белоксодержащих субстратов. Вопросы биоло-гической, медицинской и фармацевтической химии. 2015; 11: 56–59.
  15. Синицын А.П., Гусаков А.П., Черноглазов В.М. Биоконверсия лигниноцеллюлозных материалов. М.: Изд-во МГУ. 1995. 224 с. ISBN 5-211-03050-8.
  16. Государственная фармакопея Российской Федерации. Изд. XIII. Т. 1 ОФС. 1.2.3.001915 Определение сахаров спектрофо-тометрическим методом. М. 2015. 1470 с.
  17. Мороз И.В., Михайлова Р.В., Шахнович Е.В., Лобанок А.Г. Поиск грибных продуцентов целлюлолитических ферментов. Труды БГУ. 2013; 8(ч. 1): 221–223.
  18. Тхыонг Ф.К., Ву Н.Х., Хоа Л.В., Яковлева М.Б. Биологические характеристики микромицетов, выделенных из почв ботаниче-ского сада Бач Тхао. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2011; 5: 24–28.
  19. Никитина З.К., Гордонова И.К. Использование отходов ле-карственного растительного сырья для биотехнологического получения гидролитических ферментов. Вопросы биологиче-ской, медицинской и фармацевтической химии. 2019; 9: 37–42. DOI: 10.29296/25877313-2019-09-06.
  20. Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. Математическая статистика: Учебник. М.: Книжный дом «Либроком». 2014. 352 с. ISBN 978–5–397–04141–6.
  21. Никитина З.К., Гордонова И.К. Оценка целлюлазной активно-сти микромицетов. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2018; 6: 20–26. DOI: 10.29296/ 25877313-2018-06-04.