Биотехнологии 2015 Сборник материалов международного конгресса

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

1.  Utility model patent N 98672 N.V. Menshutina, A.I. Zerkaev, M.G. GordienkoA.A. Didenko – priority date 14.10.2008.

2.  DidenkoA.A.Modeling and analysis of energy consumption of different ways of freeze-drying: synopsis of the PhD thesis – М, 2011.— 18 p.

УДК 579.222.3

ИЗУЧЕНИЕ АНТИБИОТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БАКТЕРИЙ – АССОЦИАНТОВ ПЛОДОВЫХ ТЕЛ БАЗИДИАЛЬНЫХ ГРИБОВ Ефименко Т.А.

ФГБУ «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе», Москва, Россия 119021, г. Москва, ул. Б. Пироговская, д. 11, стр. 1

e-mail: [e-mail]

Из плодовых тел базидиальных грибов выделено 88 штаммов бактерий. Установлено таксо - номическое положение 18 бактерий-продуцентов. Показано, что 77% выделенных бактерий образуют антибиотики, эффективные в отношении устойчивых форм болезнетворных бактерий, в том числе MRSA.

Ключевые слова: бактерии, Bacillus subtilis, базидиомицеты, лекарственная устойчивость болезнетворных бактерий, пептидные антибиотики.

Цель исследования заключается в изыскании новых природных антибиотиков, эффективных

вотношении устойчивых форм болезнетворных бактерий, в том числе метициллинрезистентного золотистого стафилококка (MRSA) и бактерий, устойчивых к гликопептидным антибиотикам ванкомициновой группы. Объектами исследования являются бактерии, выделяемые из плодовыхтелбазидиальныхгрибов.Выделено88бактериальныхштаммов,изкоторых68(77%)

вусловиях глубинного культивирования образуют антибиотики. 31 штамм образует антибиотики, эффективные в отношении тест-штамма MRSA. Анализ ДНК гена 16S рРНК 18 бактериальных штаммов показал, что они относятся к 6 родам бактерий: Bacillacea, Micrococcaceae, Pseudomonadaceae, Caulobacteraceae, Xanthomonadaceae, Enterobacteriaceae. Показано, что два штамма Bacillus subtilis, выделенные из базидиального гриба чешуйчатки обыкновенной (Pholiota squarrosa), ИНА 01085 и ИНА 01086, образуют полиеновые антибиотики (гексаен и пентаен) и пептидные антибиотики из 10 и 8 аминокислот, соответственно. Пептидные анти - биотики являются новыми природными соединениями, эффективными в отношении грамположительных бактерий, в том числе MRSA.

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	279

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

STUDY OFANTIBIOTIC PROPERTIES OF BACTERIA–ASSIOCIANTS ISOLATED FROM BASIDIOMYCETES FRUITING BODIES

Efimenko T.A.

Gause Institute of New Antibiotics, Moscow, Russia 119021, Moscow, st. B. Pirogovskaya, 11.

e-mail: [e-mail]

From the fruiting bodies of basidiomycetes isolated 88 strains associated bacteria. It is established taxonomic position of 18-producing bacteria. It is shown that 77% isolated bacteria produce antibiotics effective against resistant forms of pathogenic bacteria including MRSA.

Keywords: bacteria, Bacillus subtilis, basidiomycetes, drug resistance of pathogenic bacteria, peptide antibiotics.

The purpose of research is to find new antibiotics of natural origin, are effective against resistant forms of bacteria, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), and bacteria resistant to vancomycin group glycopeptide. The objects of study are bacteria isolated from the fruiting bodies of basidiomycetes. 88 bacterial strains were isolated, of which 68 (77%) produce antibiotics in submerged culture. 31 strain produce antibiotics effective against the test strains MRSA. By DNA analysis of the 16S rRNA gene 18 bacterial strains were attributed to 6 bacterial genera: Bacillacea, Micrococcaceae, Pseudomonadaceae, Caulobacteraceae, Xanthomonadaceae, Enterobacteriaceae. It is shown that two strains of Bacillus subtilis, isolated from basidiomycete Pholiota squarrosa, INA 01085 and INA01086, produce polyene antibiotics (hexane and pentane) and peptide antibiotics from 10 and 8 amino acids, respectively. Peptide antibiotic are new natural compounds effective against gram-positive bacteria including MRSA.

УДК 541.64 : 678.744.72

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МАКРОПОРИСТЫХ КРИОГЕЛЕЙ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА Лозинский В.И.

Институт элементоорганических соединений им. А.Н.Несмеянова РАН,

ул. Вавилова 28, 119991 Москва, РФ; e-mail: [e-mail]

Криогели поливинилового спирта, носители иммобилизованных молекул и клеток, иммуносорбенты, безагаровые плотные питательные среды.

Криогели поливинилового спирта (ПВС) образуются в результате криогенной обработки (за-

мораживание – выдерживание в замороженном состоянии – оттаивание) концентрированных

растворов данного полимера [1,2]. Свойства и структура криогелей ПВС (КГПВС) определяют -

ся характеристиками самого ПВС, его концентрацией в исходном растворе, присутствием рас-

творимых добавок и/или наполнителей, режимами криоструктурирования. Принципиальной

особенностью КГПВС является макропористая гетерофазная морфология, которая формирует-

ся поликристаллами замороженного растворителя, после плавления которых в массе геля оста-

ются крупные поры, заполняемые оттаявшей жидкостью. Размеры и «архитектура» таких пор имеют существенное значение для интегральных свойств КГПВС.

280	Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

Криогели ПВС именно благодаря высокой пористости и великолепным механическим свойствам привлекают большое внимание в плане их использования для практических целей, особенно в таких областях, как биотехнология [4–6] и материалы биомедицинского назначения [7].

В лаборатории автора на основе КГПВС разработаны следующие системы биотехнологического предназначения: носители иммобилизованных ферментов, носители иммобилизованных клеток микроорганизмов, макропористые иммуноаффинные сорбенты, гелевые основы плотных питательных сред, «пространственно-защищенные» ионообменные смолы и др.

[1]Лозинский В.И.// Успехи химии. 1998. Т. 67. № 7. С. 641.

[2]Hassan Ch.M., Peppas N.A.// Adv. Polym. Sci. 2000. V. 153. P. 37.

[3]Лозинский В.И., Вакула А.С., Зубов А.Л.// Биотехнология 1992. № 4. С. 5.

[4]Lozinsky V.I., Plieva F.M.// Enzyme Microb. Technol. 1998. V. 23. № 3/4. P. 227.

[5]Лозинский В.И.// Известия РАН, Сер. хим. 2008. № 5. С. 996.

[6]Mattiasson B. // Adv. Polym. Sci. 2014. V. 263. P. 245.

[7]Wan W., Bannerman A.D., Yang L., Mak H. // Adv. Polym. Sci. 2014. V. 263. P. 283.

BIOTECHNOLOGICALASPECTS OFTHE IMPLEMENTATION OF MACROPOROUS POLY(VINYLALCOHOL) CRYOGELS

V.I. Lozinsky

A.N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds RAS,

Vavilov Street 28, 119991 Moscow, Russian Federation; e-mail: [e-mail]

Poly(vinyl alcohol) cryogels, carriers of immobilized molecules and cells, immunosorbents, agarless solid nutritional media

Poly(vinyl alcohol) cryogels (CGPVA) are formed as a result of cryogenic processing (freezing – storing frozen – thawing) of the concentrated solutions of this polymer [1,2]. Properties and structure of PVA cryogels depend on the characteristics of PVA itself, its concentration in the initial solutions, the presence of soluble additives and/or fillers, cryostructuring conditions. The key feature of CGPVAs is their macroporous heterophase morphology which is formed by the polycrystals of frozen solvent. Their subsequent thawing remains large pores in the gel’s bulk, and these pores are filled with thawed liquid. The size and “architecture” of such pores are of significance for the integral properties of CGPVAs.

Quite owing to high porosity, in combination with wonderful mechanical properties, PVA cryogels attract large attention with respect of their implementation for practice, especially in such fields as biotechnology [4–6] and biomedical materials [7].

The following systems for biotechnological purposes have been elaborated in the author’s labora- tory: carriers of immobilized enzymes and cells, macroporous immuno-sorbents, gel bases of solid nutritional media, “spatially-protected” ion-exchanges resins, and so forth.

[1] Lozinsky V.I.// Russ. Chem Revs.. 1998. V. 67. № 7. С. 573.

[2] Hassan Ch.M., Peppas N.A.// Adv. Polym. Sci. 2000. V. 153. P. 37.

[3] Lozinsky V.I., Vakula A.S., Zubov A.L.// Sov. Biotechnol. 1992. № 4. p. 1.

[4] Lozinsky V.I., Plieva F.M.// Enzyme Microb. Technol. 1998. V. 23. № 3/4. P. 227. [5] Lozinsky V.I.// Russ. Chem. Bull. 2008. V. 57. № 5. P. 1015.

[6] Mattiasson B. // Adv. Polym. Sci. 2014. V. 263. P. 245.

[7] Wan W., Bannerman A.D., Yang L., Mak H. // Adv. Polym. Sci. 2014. V. 263. P. 283.

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	281

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

УДК 602.6:58

НОВЫЙ ВИРУСНЫЙ ВЕКТОР НА ОСНОВЕ ГЕНОМА ВИРУСА КУСТИСТОЙ КАРЛИКОВОСТИ ТОМАТОВ ДЛЯ ТРАНЗИЕНТНОЙ ЭКСПРЕССИИ РЕКОМБИНАНТНЫХ БЕЛКОВ В РАСТЕНИЯХ

Манабаева Ш.А.1, АбеуоваЛ.С.1, Макенова А.Т.1, ScholthofH.B.2, РаманкуловЕ.М.1

1РГП «Национальный центр биотехнологии», ул. Ш.Валиханова, 13/1, Астана, 010000, Казахстан

2Department of Plant Pathology and Microbiology, Texas A&M University, USA E-mail: [e-mail]

Целью работы является разработка технологии получения рекомбинантных белков в растениях с помощью вирусного вектора созданного на основе генома вируса кустистой карликовости томатов (ВККТ).

Ключевые слова: транзиентная экспрессия, вирусный вектор, Вирус кустистой карликовости томатов, рекомбинантный белок

Повышение экономической эффективности использования растений в качестве «биофабрик» – продуцентов белков – послужило началом разработки новых технологий продукции

внетрансгенных растениях на высоком уровне целевых белков. Одной из них является при - менение систем транзиентной экспрессии целевых генов с помощью самореплицирующихся рекомбинантных вирусных векторов [1, 2]. В то же время, до сих пор отсутствуют четкие критерии выбора оптимальной векторной системы для экспрессии того или иного целевого белка. В этой связи, интересным является применение генома вируса кустистой карликовости томатов (ВККТ) в качестве автономно реплицирующегося вектора для создания генно-инженерных конструкций, обеспечивающих транзиентную экспрессию рекомбинантных белков в растениях. Наличие в геноме ВККТ гена белка р19, ингибирующего посттранскрипционное умолкание генов и повышающего уровень экспрессии целевых белков in planta, является существенным преимуществом данной векторной системы.

Врезультате проделанной работы получен вирусный вектор, содержащий полный геном ВККТ с целевым геном, помещенный под контролем сильного конститутивного промотора 35S вируса мозаики цветной капусты (CaMV) обеспечивающий экспрессию целевого гена в растениях. В этом векторе транслируемая последовательность капсидного белка р41 ВККТ заменена целевыми генами, которые синтезировались с помощью ПЦР. Вирусный вектор был доставлен

в4–5-недельные растения N.benthamiana методом агроинфильтрации. Разработанная технология позволяет получить рекомбинантный белок высокой чистоты, что подтверждает наличие широких перспектив использования вирусной системы, основанной на геноме ВККТ для экс - прессии генов различных белков в растениях.

1.  Scholthof H.B., Scholthof K-B.G. Plant virus gene vectors for transient expression of foreign

proteins in plants // Annual Review of Phytopathology. – 1996. – Vol. 34. – P. 299–323.

2.  Gleba Y., Klimyuk V., Marillonnet S. Viral vectors for the expression of proteins in plants // Current Opinion in Biotechnology. – 2007. – Vol. 18. – P. 134-141.

282	Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

UDK 602.6:58

NOVELVIRALVECTOR BASED ON THE GENOME OFTOMATO BUSHY STUNT VIRUS FOR TRANSIENT EXPRESSION OF RECOMBINANT PROTEINS IN PLANTS Manabayeva S.A.1,Abeuova L.S.1, MakenovaA.T.1, Scholthof H.B.2, Ramakulov E.M.1 1National Center for Biotechnology of Republic of Kazakhstan, 43 Valikhanov Str., 010000 Astana, Kazakhstan, phone: [phone], fax: [phone]

2Department of Plant Pathology and Microbiology, Texas A&M University, USA E-mail: [e-mail]

The objective of this work was the development of technology for transient production of recombinant proteins in plants by Tomato bushy stunt virus (TBSV) – based protein production system. Keywords: transient expression, viral vector, Tomato bushy stunt virus, recombinant protein

The increasing of economic efficiency of use of plants as “biofactories” – producers of proteins – served as the beginning of development of new technologies for the production of target proteins in non-transgenic plants at the high level. One of them is use of transient expression systems of target genes by self-replicating recombinant virus vectors [1, 2]. At the same time, still there are no accurate criteria of a choice of optimum vector system for an expression of target proteins. In this regard, application of Tomato bushy stunt virus (TBSV) genome for creation of the genetically engineered designs providing a transient expression of recombinant proteins in plants is interesting. The fact that the TBSV genome encodes the p19 protein, capable of inhibition of posttranscriptional silencing and enhancing expression levels for each gene in the viral RNA (including heterologous ones), is a significant advantage of the TBSV vector system.

We developed a TBSV derived viral vector driven by the CaMV 35S promoter that can be delivered as DNA. In this vector the CP gene was replaced by the target gene that was synthesized by a PCR-based gene synthesis method. The viral vector was delivered into 4–5 week old N. benthamiana plants by agroinfiltration.The developed technology allows the production of high purity recombinant protein that confirms existence of wide prospects of use of the viral system based on TBSV genome for transient expression of genes encoding various proteins in plants.

1.  Scholthof H.B., Scholthof K-B.G. Plant virus gene vectors for transient expression of foreign proteins in plants // Annual Review of Phytopathology. – 1996. – Vol. 34. – P. 299–323.

2.  Gleba Y., Klimyuk V., Marillonnet S. Viral vectors for the expression of proteins in plants // Current Opinion in Biotechnology. – 2007. – Vol. 18. – P. 134-141.

УДК579.61

ИНОЗИТОЛ УСИЛИВАЕТ ПЕРЕХОД РЯДА ВИДОВ БАКТЕРИЙ В СОСТОЯНИЕ БИОПЛЕНКИ Маркова Ю.А., Турская А.Л., Ульданова А.А., Степанов А.В., Верхотуров В.В.

Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Иркутск, Россия 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, д. 132

e-mail: [e-mail]

Культивирование бактерий в виде биопленок может представлять практический интерес из- за, возможно, более высокого количества биологически активных соединений в составе матрик- са. Поэтому необходим поиск условий культивирования, способствующих их переходу в это состояние и стимулирующее синтез компонентов матрикса. При изучении разных источников углерода было установлено, что многоатомный спирт инозитол стимулирует образование био-

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	283

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

пленок рядом бактериальных видов, что перспективно для его использования в качестве компонента питательных сред в промышленном получении бактериальных биопленок.

Ключевые слова: биопленки, внеклеточный матрикс, инозитол

Основной формой существования микроорганизмов в природе является состояние биопленки. Внеклеточный матрикс биопленки может представлять интерес для целей промышленной биотехнологии по причине содержания более высоких концентраций биологически-активных соединений(ферментов,витаминов,антибиотиков),чемв средекультивирования,а такженовых соединений перспективных для использования. Поэтому, поиск специальных сред и условий культивирования, способствующих переходу бактерий в состояние биопленки, на сегодняшний день крайне актуальная задача. В наших экспериментах использовали микроорганизмы видов –

Pectobacterium carotovorum, Escherichia coli, Bacillus sp. Бактерии культивировались в забуфе-

ренномфизиологическомрастворе(рН7).В качествеединственногоисточникауглеродавносили различные сахара и многоатомные спирты. Способность формировать биопленки определяли с помощью спектрофотометрического и микроскопического методов анализа. Оказалось, что инозитол в 5-10 раз усиливал процесс биопленкообразования по сравнению с другими источниками углерода. Таким образом, это соединение перспективно для использования в качестве компонента сред при выращивании бактерий в виде биопленок для биотехнологических целей.

INOSITOLAMPLIFYING TRANSITION OF SEVERALBACTERIALSPECIES INASTATE OFTHE BIOFILM

Markova Ju.A., TurskayaA.L., Uldanova А.А., Stepanov А.V., Verkhoturov V.V.

Siberian Institute of Plant Physiology and Biochemistry SB RAS, Irkutsk, Russia 664033, Irkutsk, Lermontov str., 132

e-mail: [e-mail]

Cultivation of bacteria in a state of the biofilm may be of practical interest because of possibly higher number of bioactive compounds in the matrix. Therefore, a search for culture conditions that facilitate their transition to this state, and stimulates the synthesis of matrix components. When studying different carbon sources was found that polyatomic alcohol inositol stimulates the biofilm formation with a range of bacterial species that it is promising for use as a component of culture media in the industrial production of bacterial biofilms.

Keywords: biofilms, extracellular matrix, inositol.

The main form of existence of microorganisms in nature is a state of the biofilm. The extracellular matrix of the biofilm may be of interest for industrial biotechnology because of the content of higher concentrations of biologically-active compounds (enzymes, vitamins, antibiotics) than in the culture medium, as well as new promising compounds for use. Therefore, the search for special media and cultivation conditions that contribute to the transition of bacteria in a state of the biofilm, today is ex- tremely urgent problem.In our experimentsweused speciesof microorganisms –Pectobacterium car- otovorum, Escherichia coli, Bacillus sp. Bacteria were cultured in buffered saline (pH 7). As a sole carbon source were added various sugars and polyatomic alcohols. The ability to form biofilms was determined by spectrophotometric analysis and microscopic techniques. It turned out that inositol 5-10 times enhanced the process of biofilm formation compared with other carbon sources. Thus, the compound is promising for use as a component of media for growing bacterial biofilms for biotech- nological purposes.

284	Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

ГИБКАЯ СХЕМА ТЕХНОЛОГИИ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ ПРОТЕИНАЗ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ Омельянова А.П., Глазова Н.В.

Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия, г. СанктПетербург, Россия.

197376, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д. 14 e-mail: [e-mail]

Разработан сорбционно-хроматографический метод выделения и очистки протеиназы из растительного сырья с последующим концентрированием элюата. Проведена сравнительная оценка специфичности протеиназ из растительного и животного сырья.

Ключевые слова: экстракция, протеиназы, хроматография, сорбция, концентрирование, специфичность.

Производство ферментных препаратов – перспективное направление в биотехнологии. По данным статистики соотношение импортных и отечественных ферментных препаратов на российском рынке составляет 80:20. Производство растительных ферментов в России не налажено. На ООО «Самсон-Мед» в Санкт-Петербурге для получения ферментов из животного сырья используется сорбционно-хроматографическая схема выделения. Актуальным является применение данной схемы для производства растительных ферментов.

Объектами исследования в данной работе являются: протеиназа, выделенная из травы подмаренника настоящего (лат. Galiumverum) и трипсин, полученный из животного сырья, производства ООО «Самсон-Мед».

Выделение протеиназы из подмаренника настоящего проводилось методом твердофазной экстракции с последующей очисткой и концентрированием экстракта с помощью эффективных сорбционно-хроматографических и мембранных методов, используемых на ООО «СамсонМед».

Сравнительный анализ растворов растительной и животной протеиназы полученных по схеме ООО «Самсон-Мед», показал, что растительная протеиназа обладает большей стабильностью при хранении в различных температурных режимах, большей устойчивостью к влиянию рН, более специфична к субстрату в сравнении с раствором трипсина.

FLEXIBLE SCHEME OFTECHNOLOGY OF ISOLATIONAND PURIFICATION OF PROTEINASES FROM VEGETABLEANDANIMALMATERIALS OmelyanovaA.P., Glazova N.V.

St. Petersburg State Chemical-Pharmaceutical Academy, St. Petersburg, Russia. 197376, St. Petersburg, ul. prof. Popova, d. 14

e-mail: [e-mail]

Sorption-chromatographic method of isolation and purification of proteinase from vegetable raw materials was developed, followed by concentration of the eluate. A comparative evaluation of the specificity of proteases from plant and animal materials was carried out. Keywords: extraction, protease, chromatography, adsorption, concentration, specificity.

Production of enzyme preparations is a promising direction in biotechnology. According to sta- tistics, the ratio of imported and domestic enzyme preparations in the Russian market is 80:20.

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	285

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

Manufacture of vegetable enzymes in Russia is not established. Sorption-chromatographic separation scheme for isolation enzymes from animal raw materials is used at LLC “Samson-Med” in St. Petersburg. Relevant is the application of this scheme for the production of plant enzymes.

The objects of research in this paper are: proteinase isolated from grass of bedstraw (lat. Galiumverum) and tryp sin derived from animal raw materials, production of “Samson-Med”.

Isolation of proteinase from Galiumverum was performed by solid-phase extraction followed by purification and concentration of the extract by effective esorption-chromatographic and membrane methods use dat LLC”Samson-Med”.

Comparative analysis of solutions of plant and animal derived proteases according to the scheme of LLC”Samson-Med” showed that the plant protease is more stable when stored at different temperatures, more resistant to the effects of pH and more specificto the substrate as compared with a solution of trypsin.

УДК 541.124:542.952.6:547.313

ПОЛИМЕРНЫЕ СОРБЕНТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКООЧИЩЕННЫХ ЛЕКАРСТВЕНЫХ СУБСТАНЦИЙ Писарев О.А.1,2

1Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия, 199004, Санкт-Петербург, В.О. Большой пр., 31 2Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Санкт-Петербург, Россия, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29

[e-mail]

В докладе рассмотрены структура и свойства селективных полимерных сорбентов, синтезированных в Институте высокомолекулярных соединений РАН посредством осадительной радикальной сополимеризации карбоновых кислот и различных поливинильных сшивающих агентов,а такжеиспользованиеэтихсорбентовдляосуществленияэффективных«down-stream» процессов получения высокоочищенных субстанций лекарственных веществ.

Ключевые слова: «down-stream» процессы, селективные полимерные сорбенты, высокоочищенные субстанции лекарственных веществ.

Разработан двухстадийный хроматографический метод осуществления препаративных процессов, который позволяют резко повысить степень содержания основного вещества в конечных препаратах. Этим методом в высокоочищенном состоянии получены противоопухолевые антибиотики рубомицин, доксорубицин, карминомицин. При использовании кинетическо- го эффекта селективности сорбции разработаны способы получения компонентов пчелиного яда – мелиттина, фосфолипазы А2, гидролитических ферментов дезоксирибонуклеазы, рибону- клеазы, трипсина и химотрипсина. Показано, что эффект кинетической селективности сорбции позволяет существенно повысить (по сравнению с традиционными методами препаративной хроматографии) как скорость, так и фактор разделения веществ. Метод открывает дополнитель - ные возможности, прежде всего, для выделения и очистки лабильных биологически активных веществ с близкими значениями коэффициентов равновесного распределения между мобиль-

ной и стационарной фазами и низкими скоростями диффузии.

286	Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

УДК 541.124:542.952.6:547.313

POLYMER SORBENTS FOR PRODUCTION FOR HIGLY PURIFIED DRUG SUBSTANCES Pisarev O.A.1,2

1Institute of macromolecular compounds of Russian Academy of Science, Saint-Petersburg, Russia, 199004, Saint-Petersburg, V.O. Bolshoi pr., 31

2Saint-Petersburg State Polytechnic University, Saint-Petersburg, Russia, 195251, Saint-Petersburg, Polytechnicheskaya str., 29

The report discusses the structure and properties of polymeric selective sorbents synthesized by radical precipitation copolymerization of carboxylic acids and various polyvinyl crosslinking agents in the Institute of macromolecular compounds of the RAS, and the use of these sorbents for effective «down-stream» processes for obtaining highly purified drug substances.

Keywords:«down-stream» processes, selective polymer sorbents, highly purifieddrug substances.

A two-step chromatographic method was developed for the implementation of the preparative processes that allow significantly increasing the content of the basic substance in finite preparations. The antitumor antibiotics of the rubomycin, the doxorubicin, the carminomycin were obtained in a highly purified state by this method. Methods for producing components of the melittin bee venom, the phospholipase A, the hydrolytic enzymes DNase, RNase, the trypsin and the chemotropism were developed using the kinetic effects of selective sorption. It is shown that the effect of the kinetic sorption selectivity can significantly increase (comparatively with traditional methods of preparative chromatography) both the rate, and the substances separation factor.

The method provides additional opportunities, especially for the isolation and purification of labile bioactive substances, which have similar coefficients of the equilibrium distribution between the mobile and stationary phases, and low diffusion rates.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ГАЗО-ВИХРЕВЫЕ БИОРЕАКТОРЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯОДИН ИЗ ЭФФЕКТИВНЫХ ИНСТРУМЕНТОВ УСКОРЕННОГО РАЗВИТИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ Рамазанов Ю.А.

ООО Центр Вихревых Технологий НСО Наукоград Кольцово,

Технопарковая д1 [e-mail] www.vortexreactor.com

Промышленная биотехнология является фундаментом т.н. биоэкономики – пути развития, базирующегося на использовании возобновляемых источников сырья и минимальном отрицательном воздействии на окружающую среду при росте промышленного и сельскохозяйственно- го производства.

В промышленном биотехнологическом производстве одним из основных звеньев является биореактор, в котором происходит микробиологический синтез, ферментационные процессы или выращиваются культуры клеток или микроорганизмов. Технические характеристики ис- пользуемых аппаратов во многом определяют себестоимость получаемого продукта и масштаб отрицательного воздействия процесса на окружающую среду.

Специалистами ООО Центр Вихревых Технологий (резидента Технопарка Сколково) созда- ны универсальные газо-вихревые биореакторы нового поколения, которые по эффективности значительно превосходят существующие типы аппаратов.

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	287

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

Газо-вихревой биореактор – это уникальный аппарат, в котором перемешивание жидкости осуществляется структурированным воздушным вихрем, без мешалки, погруженной в жидкость. Этим обеспечивается деликатное, но эффективное 3D перемешивание жидкостей, в том числе вязких, без пенообразования, при снижении в разы энергопотребления.

Внастоящее время газо-вихревые биореакторы используются при производстве вакцин, лекарственных препаратов (ФГУП «Армавирская биофабрика», УП «Витебская биофабрика»…), производстве кровезаменителей ООО «Геленпол», производстве микробиологической продукции для сельского хозяйства (ООО Бисолби Интер», ООО «Биотроф»…), ферментативном ги - дролизе зернового сырья (ЗАО «Племсовхоз Ирмень», ЗАО «Бирюли»…) и т.д.

Газо-вихревые биореакторы нового поколения позволяют заменить не технологичные малопроизводительные роллерные, «яичные», «матрасные» технологии производства вакцин и других лекарственных препаратов, значительно снизив их себестоимость и обеспечивая соответствие требованиям GMP.

Вгазо-вихревом биореакторе модификации «личный доктор» успешно культивировались стволовые и другие аутологичные клетки человека, что дает возможность создания аппарата для персонализированной медицины.

Технические характеристики и свернизкое энергопотребление определяют эффективность применения газо-вихревых биореакторов в крупнотоннажных процессах, где в себестоимости продукта основную стоимость занимает стоимость затраченной электроэнергии.

Использование производственными предприятиями и исследовательскими институтами га- зо-вихревых биореакторов позволяет расширить спектр решаемых задач, ускорить внедрение новых разработок в промышленность, повысить технологичность, безопасность производства продукции, снизить ее себестоимость и экологическую нагрузку на окружающую среду, обе - спечивая тем самым ускоренное развитие производственной составляющей российских биотехнологических кластеров.

“UNIVERSALGAS-VORTEX BIOREACTOR NEW GENERATION IS ONE OFTHE EFFECTIVE TOOLS FOR RAPID DEVELOPMENT OF INDUSTRIALBIOTECHNOLOGY” Ramazanov Y.A.

Vortex technologies Ltd” 1 Tekhnoparkovaya Str., Koltsovo, 630559

Novosibirsk region

[e-mail] www.vortexreactor.com

Industrial biotechnology is the basement of the so-called bioeconomy, the development path based on renewable raw materials and a minimal adverse impact on the environment during the growth of industrial and agricultural production.

One of the main elements of industrial biotechnology is the bioreactor in which the microbiologi-

cal synthesis and fermentation processes take place or cell cultures or microorganisms are grown.

Technical characteristics of the used devices largely determine the cost of the product and the scope

of the process negative impact on the environment.

Specialists of the “Vortex technologies Ltd” (resident of the Skolkovo Technopark) created a new

generation of universal gas-vortex bioreactors, which far surpass the existing types of devices in their

universal character, energy consumption that performance far superior comparing to existing types of vehicles.

288	Конгресс «БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ» 17-20 марта 2015