2pc35

II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ,
Казань, 24–27 июня 2002 г
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
БИОТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУЦИРОВАНИЯ МИЦЕЛИАЛЬНЫМИ ГРИБАМИ
ASPERGILLUS NIGER ВКМ F-1119 И PENICILLIUM DIERCKXII ВКПМ F-152
ПЕКТИНОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ – ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ
СТРУКТУРНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ
А.А.Шубаков, Е.А.Елькина
Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, [email protected]
Пектинолитические ферменты, называемые пектиназами или, более правильно, α-1,4-D-полигалактуроназами (ПГ, КФ 3.2.1.15), являются перспективными для получения углеводсодержащих соединений,
обладающих иммуномодулирующей активностью, для получения протопластов в клеточной инженерии, в
селекции растений, а также для осветления соков и вин. ПГ являются одним из инструментов для исследования структуры пектиновых полисахаридов [1-4]. ПГ, гидролизующие пектиновые вещества, синтезируются высшими растениями и рядом бактерий, дрожжей и мицелиальных грибов [5,6]. Одним из основных
источников получения пектинолитических ферментов служат мицелиальные грибы, эффективные биотехнологические продуценты ПГ с высокой пектинолитической активностью [7]. Биосинтез ПГ индуцируется
пектиновыми веществами и подвергается ингибированию в присутствии легкометаболизируемых моносахаридов (глюкоза, фруктоза и т.д.).
Нами показано, что A. niger F-1119 и P. dierckxii F-152 осуществляют биосинтез ПГ с активностью
фермента, обусловленной типом пектина-индуктора. Так, свекловичный пектин индуцирует ПГ с активностью 23,9 и 32,6 ед/мл, цитрусовый пектин - 10,8 и 20,7 ед/мл, яблочный пектин - 12,8 и 21,4 ед/мл соответственно для каждого из видов грибов. Нами найдено, что зостеран, своеобразный апиогалактуронановый пектин морских трав сем. Zosteraceae, в большей степени способствует биосинтезу ПГ грибом P. dierckxii (36,6
ед/мл), чем A. niger (6,9 ед/мл).
Высокие значения ПГ-активности получены на среде, содержащей в качестве источника азота пептон,
казеин или сульфат аммония: для A. niger - 14,1, 11,8 и 12,4 ед/мл, для P. dierckxii - 17,7, 19,9 и 21,1 ед/мл
соответственно. Самый высокий выход ПГ по удельной активности получен на среде с сульфатом аммония
- 4,6 ед/мг и 6,8 ед/мг сухой биомассы для A. niger и P. dierckxii соответственно. Можно полагать, что из
всех испытанных источников азота наиболее оптимальным для накопления ПГ в среде является сульфат аммония, который способен также оказывать стабилизирующее действие на ферменты. Установлено, что оптимальная концентрация сульфата аммония в среде составляет 2,5 г/л для обоих видов грибов. Более высокая
концентрация приводит к возрастанию ионной силы раствора, что может снизить эффективность методов
очистки фермента.
Максимальная ПГ-активность в культуральной жидкости наблюдается при культивировании A. niger
F-1119 в кислой среде в диапазоне значений рН 2-4 (оптимум рН = 3,0). В случае P. dierckxii F-152
биосинтез ПГ существенно не зависит от рН среды, и достаточно высокие значения ПГ-активности наблюдаются в кислом и в щелочном диапазонах рН (в пределах от 2,0 до 8,0).
По-видимому, синтез фермента культурой A. niger F-1119 является рН-зависимым в отличие от культуры P. dierckxii F-152, синтез полигалактуроназы у которой практически не зависит от испытанного диапазона рН среды.
Нами показано, что ПГ, полученная биотехнологическим способом с помощью обеих культур, проявляет максимальную каталитическую активность при рН 5,0.
P. dierckxii F-152 является более активным продуцентом полигалактуроназы, чем A. niger F-1119.
Список литературы
1. Н.А.Родионова, А.М.Безбородов. // Прикл. биохим. микробиол. 1997. Т. 33. № 5. С. 467-487.
2. В.А.Аветисов, Ю.В.Давыдова, А.П.Шаврова, О.С.Мелик-Саркисов. // Докл. АН. 1997. Т. 352. №. 1. С.
127-129.
3. I.Alkorta, M.Garbisu, M.J.Llama, L.Serra. // Proc. Biochem. 1998. Vol. 33. №. 1. P. 21-28.
4. О.А.Бушнева, Р.Г.Оводова, Е.А.Мишарина. // Химия растительного сырья. 1999. № 1. С. 27-32.
5. Н.И.Астапович, Н.Е. Рябая. // Прикл. биохим. микробиол. 1997. Т. 33. № 3. С. 287-291.
6. N.A.Devi, A.G.A. Rao. // Enz. Microb. Technol. 1996. Vol. 18. P. 59-65.
7. Н.И.Астапович, Н.Е.Рябая. // Прикл. биохим. микробиол. 1997. Т. 33. №. 3. С. 287-291.
98
II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ. Устный доклад