Биотехнологии 2015 Сборник материалов международного конгресса

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

УДК 577.122

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАТИНАЗЫ

CLADOSPORIUM SPHAEROSPERMUM – ПЕРСПЕКТИВНОЙ СУБСТАНЦИИ ДЛЯ НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ И КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ Гордонова И.К., Никитина З.К., Быков В.А.

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научноисследовательский институт лекарственных и ароматических растений, Москва, Россия 117216, Москва, ул. Грина, 7

[e-mail]

Полученные результаты позволяют сократить время культивирования Cladosporium sphaerospermum с 14 до 7 суток, увеличить выход кератиназы в 43,7 раза и таким образом усовершенствовать технологию получения фермента для создания новых лекарственных средств.

Ключевые слова: дейтеромицеты, кератиназа, кератинолитическая активность

Целью работы являлась оптимизация способа получения кератиназы Cl. sphaerospermum путем направленной адаптации культуры и экзогенной регуляции биосинтеза фермента. Для увеличения биосинтетической активности штамма Cl. sphaerospermum была проведена его направленная адаптация путем трехкратного пересева на агаризованной среде Чапека с заменой сахарозы на кератин волос (2%). В результате удалось сократить время культивирования микромицета с 14 до 7 суток и увеличить суммарную кератинолитическую активность в культуральной жидкости в 1,9 раза. Проведенные исследования показали, что важным фактором экзогенной регуляции является концентрация кератина волос в питательной среде. Повышение концентрациибелкас 1,5до10%позволилоувеличитьферментативнуюактивностькультуральной жидкости адаптированной культуры на 130%. Время, необходимое для культивирования, при этом не менялось. Разработанный метод дает возможность получать препарат кератиназы, с продуктивностью 20 мг/л культуральной жидкости, активностью 750 мкМ/мгхч, выходом 70% и степенью очистки 65,8 раза.

CLADOSPORIUM SPHAEROSPERMUM KERATINASE,APERSPECTIVE SUBSTANCE FOR NEW DRUGSAND COSMETICS, OBTAINING TECHNOLOGY IMPROVEMENT Gordonova I.K., Nikitina Z.K., Bykov V.A.

Federal state scientific institution all-Russian research Institute of medicinal and aromatic plants, Moscow, Russia

117216, Moscow, Green, 7 street [e-mail]

Obtained results allow decrease the cultivation time of Cladosporium sphaerospermum from 14 to 7 days, increase ferment yield in 43,7 times and thus improve ferment obtaining technology for creation new drugs. Keywords: deuteromyces, keratinase, keratinolytic activity

The aim of this investigation was the keratinase of Cl. sphaerospermum obtaining method im- provement. Cl. sphaerospermum strain directional adaptation by 3 times cultivation in Czapek-agar media, containing hair keratin (2%) instead of saccharose, for its biosynthetic activity increase was conducted. In result, micromycet cultivation time was reduced from 14 to 7 days and its total kerati-

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	319

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

nilytic activity was increased in 1,9 times. Later investigations showed that hair keratin concentration in culture medium was the important factor of exogenic regulation. Increase of protein concentration from1,5 to 10% allowed increase adapted culture broth filtrate enzyme activity on 130%. Cultivation time didn’t change in this case. The developed method permits to get pure keratinase with 20 mg/l culture liquid productivity, 750 μM/mgхh enzyme activity, 70% yield and 65,8 times degree of purification.

УДК 579.66

АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ ПЕПТИДЫ – НОВЫЙ МЕТОД БОРЬБЫ С БАКТЕРИАЛЬНЫМ ЗАРАЖЕНИЕМ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЭТАНОЛА Клячко Е.В., Морозкина Е.В., Беневоленский С.В.

Институт биохимии им. А.Н.Баха Российской Академии Наук, Москва, Россия 119071  Москва, Ленинский проспект д. 33. Стр. 2

e-mail: [e-mail]

Сконструированы штаммы спиртовых дрожжей, секретирующие антибактериальные пептиды педиоцин и плантарицин. Показано, что такие дрожжи подавляют рост молочнокислых бактерий и обеспечивают повышенный выход этанола.

Ключевые слова: антибактериальные пептиды, спиртовые дрожжи, производство этанола Общепринятым способом борьбы с бактериальным заражением при производстве этанола являетсяиспользованиеантибиотиков,чтосопровождаетсяпоявлениемантибиотико-резистент- ных форм. Мы предлагаем новый способ борьбы с заражением молочнокислыми бактериями – использование штаммов спиртовых дрожжей, продуцирующих антибактериальные пептиды. Для работы выбраны педиоцин и плантарицин, относящиеся к классу IIа антибактериальных пептидов и характеризующиеся высокой удельной активностью. Синтезированы гены этих пептидов с предпочтительными для S. cerevisiae кодонами и создана система их секреторной экспрессии. Показано, что штаммы S. cerevisiae, синтезирующие и секретирующие в среду эти пептиды подавляют рост Lactobacillus sakei, Pediacoccus pentasaceus, Pediacoccus acidilactici и

др.

Для проверки влияния антибактериальных пептидов на выход спирта процесс брожения проводили в присутствии Pediacoccus pentasaceus. В лабораторных условиях использование новых штаммов спиртовых дрожжей приводило к увеличению выхода этанола на 5-7% по сравнению с контрольными штаммами . Таким образом, использование штаммов спиртовых дрожжей, синтезирующих антибактериальные пептиды, является перспективным методом борьбы с заражением молочнокислыми бактериями при производстве этанола..

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

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

ANTIBACTERIALPEPTIDES – THE NEW METHOD TO PREVENT BACTERIAL CONTAMINATION DURING ETHANOLPRODUCTION

Klyachko E.V., Morozkina E.V., Benevolensky S.V.

A.N.Bach Institute of Biochemistry Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia 119071  Moscow, Leninsky prospect 33, building 2

e-mail: [e-mail]

The ethanol producing strains of yeast secreting antibacterial peptides pediocin and plantaricin were constructed. These strains inhibit growth of lactic acid bacteria and ensure the enhanced ethanol yield.

Keywords: antibacterial peptides, ethanol producing yeast, ethanol production

While the most common available products used to control bacterial contamination in ethanol facilities are based on the antibiotics, the emergency of drug-resistant strains may limit the effectiveness of these agents. We have developed the new method to treat lactic acid bacteria contamination by using the recombinant S. cerevisiae strains producing antibacterial peptides. Two peptides pediocine and plantaricin were chosen to design recombinant yeast strains. These peptides belong to class IIa of antibacterial peptides and are characterized by high specific activity. Genes coding these peptides with preferable S. сerevisiae codons were synthesized and the secretory system for their expression was constructed. The recombinant S. cerevisiae strains producing antibacterial peptides effectively inhibit growth of Lactobacillus sakei, Pediacoccus pentasaceus, Pediacoccus acidilactici etc.

The influence of antibacterial peptides on ethanol production was studied in the presence of Pediacoccus pentasaceus. Ethanol yields were 5-7% enhanced in the case of yeast strains synthesizing antibacterial peptides. Thus the recombinant yeast strains synthesizing antibacterial peptides are effective in preventing lactic acid bacteria contamination during ethanol production.

УДК 576.35/.36:575.117.2:616.153.96:579.842.11:663.12

КЛОНИРОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ГЕНОВ АПОЛИПОПРОТЕИНА А-I ЧЕЛОВЕКА В КЛЕТКАХ ESCHERICHIA COLI И PICHIA PASTORIS И АНАЛИЗ ПРОДУКТОВ ИХ

ЭКСПРЕССИИ Мамаев А.Л., Пыхтина М.Б., Беклемишев А.Б.

ФГБУ «НИИ биохимии» СО РАМН 630117, г. Новосибирск, ул. Академика Тимакова, 2 e-mail: [e-mail]

Синтетические гены аполипопротеина А-I (апоА-I) человека клонированы в клетках E. coli

и Pichiapastoris. Изучена экспрессия клонированных генов в этих микроорганизмах. Получены различные формы рекомбинантного апоА-I, включая химерный белок SUMO:апоА-I, опреде- лена их локализация, количественный выход и исследованы физико-химические и антигенные свойства этих белков. Ключевые слова: Клонирование, экспрессия генов, Pichiapastoris, E. coli, рекомбинантный

аполипопротеин А-I, аффинная очистка, иммуноблотинг.

Получен клон P. pastoris, обеспечивающий индуцируемую метанолом экспрессию синтети- ческого гена зрелого апоА-I человека, клонированного в составе вектора pPICZ-alpha. После индукции наблюдается лизис клеток и в культуральной среде наряду с белками дрожжей обна- руживаются зрелая (~28кДа) и непроцессированная (~40 кДа) формы рекомбинантного апоА-I.

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	321

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

Обе формы апоА-I реагируют с антителами к нативному апоА-I человека. Чтобы получить стабильную секрецию клетками Pichiapastorisзрелого апоА-I, был получен штамм, эффективно продуцирующий зрелый апоА-I в виде химера с N-концевым сигнальным белком SUMO. Химер ожидаемого размера секретировался в культуральную среду. Обработка химера протеазой SENP2 позволит получить правильно процессированный рекомбинантный зрелый апоА-I человека.

Сконструированы также два штамма E. coli, экспрессирующие два варианта синтетических генов зрелого апоА-I человека. Продукты экспрессии как по антигенным свойствам, так и по молекулярной массе, соответствовали зрелой форме апоА-I.

Рекомбинантные штаммы E. coliи P. pastoris могут быть использованы для производства зрелого апоА-I человека, который может найти применение для лечения атеросклероза и в качестве транспортёра лекарств.

CLONING OF HUMANAPOLIPOPROTEINA-I SYNTHETIC GENES IN ESCHERICHIA COLI AND PICHIA PASTORIS CELLSANDANALYSIS OF EXPRESSION PRODUCTS

MamaevA.L., Pykhtina M.B., BeklemishevA.B.

Institute of Biochemistry of SB RAMS 630117, Novosibirsk, Timakov str., 2 e-mail: [e-mail]

Synthetic genes of human apolipoprotein A-I (apoA-I) cloned in E. coli and Pichia pastoris cells. Expression of the cloned genes in these microorganisms studied. Various forms of recombinant apoA-I obtained, including chimeric protein SUMO: apoA-I, their location and yield determined. Physicochemical and antigenic properties of these proteins studied.

Keywords: Cloning, gene expression, Pichia pastoris, E. coli, recombinant apolipoprotein A-I, affinity purification, immunoblotting.

P. pastoris clone, inducible with methanol and providing expression of synthetic geneof human mature apoA-I cloned into pPICZ-alphavector obtained. Cell lysis is observedafter induction, mature (~ 28kDa) and unprocessed (~ 40 kDa), recombinant forms of apoA-I, together with the native yeast proteins, are detectedin the culture medium. Both forms of apoA-I react with antibodies to the native human apoA-I. To provide stable secretion of a mature form of apoA-I by Pichia pastoris cells, strain, efficiently producing a mature apoA-I as a fusion protein with the N-terminal SUMO signal protein, was obtained. Treatment of the fusion protein with SENP2protease will provide the correctly processed mature recombinant human apoA-I.

Two E. coli strains expressing two variants of the synthetic gene of mature human apoA-Ialso

constructed. Expression products are consistent with the mature form of apoA-I by their antigenic

properties and molecular weight.

The recombinant strains of E. coli and P. pastoris could be used for the production of a mature hu- man apoA-I, which can be used for treating atherosclerosis and as a drugs transporter.

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

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

УДК 62.99.33

ОЦЕНКА ПРИГОДНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ АФФИННЫХ СМОЛ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОСПЕЦИФИЧНЫХ ПОЛИКЛОНАЛЬНЫХ АНТИТЕЛ Моногаров Г.В., Греченко В.В., Борщева А.А., Дон Е.С., Тарасов А.В., Барыкина Д.В., Никифорова М.В., Тарасов С.А.

ООО «НПФ «Материя Медика Холдинг» 29272, Москва, ул. Трифоновская, д. 47, стр. 1 e-mail: [e-mail]

Произведеносравнениетрёхсмол,содержащихразличныеактивныегруппы,приполучении сорбента для аффинной хроматографической очистки высокоспецифичных антител к синтетическому фрагменту каннабиноидного рецептора 1 типа человека. Получен сорбент, позволяющий эффективно выделять высокоспецифичные антитела из сыворотки.

Ключевые слова: антитела; аффинный сорбент; очистка белков; сефароза, каннабиноидный рецептор

Важнейшими качествами поликлональных антител, применяемых в лабораторных исследованиях, а также диагностике и терапии заболеваний, являются их специфичность и чистота. Для получения высокоспецифичных антител (ВСА) применяется хроматографическая очистка сыворотки на аффинном сорбенте с антигеном в качестве лиганда. Критически важным этапом данного процесса является получение сорбента.

Было проведено исследование трёх коммерчески доступных сефарозных смол (NHS-, EAH- и тиопропил-сефарозы 6B) при их использовании в качестве матрицы для посадки синтетического фрагмента каннабиноидного рецептора 1 типа человека (M=5,1кДа) и получения сорбента для очистки соответствующих ВСА. Оценивалась эффективность посадки антигена (ЭПА), ёмкость сорбента и чистота ВСА, получаемых с помощью 1 мл хроматографической колонки с данным сорбентом.

На основании данных ДСН-электрофореза в ПААГ было установлено, что Тиопропилсефароза 6B имеет низкую ЭПА: ≤50%. Для EAH-сефарозы ЭПА составила >95%, однако, с помощью электрофореза было выявлено присутствие в элюате большого количества посторонних белков, обусловленное неспецифическим связыванием.

Наилучшую ЭПА (более 97%) продемонстрировала NHS-сефароза. Методом вестерн-блот было показано отсутствие ВСА в смыве с колонки до достижения сорбентом насыщения (2,5

мгВСА/млсорбента). Чистота ВСА оценивалась с помощью электрофореза и эксклюзионной хроматографии и составила >96%.

Результаты исследования позволяют рекомендовать использование NHS-сефарозы при получении сорбента для выделения ВСА к вышеуказанному фрагменту и другим сходным синте- тическим пептидам в целях медицинского и лабораторного применения.

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	323

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

UDC 62.99.33

ASSESSMENT OF SUITABILITY OFACTIVATED RESINS FOR PREPARATION

OF SORBENT FOR ISOLATION OF HIGHLY SPECIFIC POLYCLONALANTIBODIES Monogarov G.V., Grechenko V.V., BorschevaA.A., Don E.S., TarasovA.V., Barykina D.V., Nikiforova M.V., Tarasov S.A.

OOO «NPF «MATERIA MEDICA HOLDING» 129272, Trifonovskaya st., 47, bld. 1, Moscow, Russia e-mail: [e-mail]

Three resins with different active groups were compared as matrixes for preparation of the sorbent for affinity chromatography purification of highly specific antibodies to the synthetic fragment of Human Cannabinoid ReceptorType 1.The sorbent which enables to isolate highly specific antibodies was obtained.

Keywords: antibodies, affinity sorbent, protein purification, sepharose, cannabinoid receptor

Polyclonal antibodies are widely applied in laboratory assays and therapy of diseases. Purity and antigenic specificity are the main qualities of these antibodies. Chromatography purification of serum on an affinity sorbent with an appropriate antigen as a ligand is the commonly used method for obtaining of highly specific antibodies (HSA). Selection and preparation of the sorbent is the crucial stage of the process.

Investigation of three commercially available activated resins was performed. NHSand EAHactivated sepharoses and Thiopropyl-sepharose 6B were used as matrix for preparation of affinity sorbent for purification of HSA to the synthetic fragment of Human Cannabinoid Receptor Type 1 (M=5.1kDa). The following parameters were determined for each sorbent in the scope of the experiments: coupling efficiency, sorbent capacity and purity of HSA obtained with 1ml chromatography column.

As demonstrated with SDS-PAGE electrophoresis of supernatant after incubation Thiopropylsepharose 6B has a low coupling efficiency (≤50%). Coupling efficiency of EAH-activated sepharose was shown to be >96%, however high content of foreign proteins in eluate was demonstrated by SDSPAGE.

The highest coupling efficiency (>97%) was shown for NHS-sepharose. Western-blot determined absence of antibodies in the flow-through fraction until the sorbent reaches its saturation point at 2.5

mg(HSA)/mlsorbent. Purity of the eluate estimated with SDS-PAGE and size-exclusion HPLC was >96%. The results make it possible to recommend application of NHS-sepharose in preparation of the

sorbents for isolation of highly specific antibodies to the mentioned peptide and other similar ones. The obtained antibodies are highly purified and could be applied for medical and analytical proposes.

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

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

УДК 631.815

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПОЛУЧЕНИЯ РУТИНА ИЗ ГРЕЧИХИ Павловская Н.Е., Гнеушева И.А., Горькова И.В., Зомитева Л.В., Бородин Д.Б.

ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», Орел, Россия 302019, Орел, ул. Генерала Родина, д. 69

E-mail: [e-mail]

Было проведено экономическое обоснование производства рутина в Орловской области. Ключевые слова: рутин, гречиха, флавоноиды.

Производство лекарственных препаратов развивается вместе с совершенствованием методов и технологий фармацевтической промышленности.

В медицине успешно применяются лекарственные растения, содержащие флавоноиды. Представителем из них является рутин, обладающий полифункциональным действием, но не имеющий промышленного производства в России. Основным источником получения рутина в фармацевтической промышленности являются бутоны софоры японской, однако промышленная сырьевая база указанного растения в РФ отсутствует.

Перспективным отечественным источником рутина и других флавоноидов может являться гречиха, широко культивируемая как пищевая культура в РФ, в том числе и в Орловской области. В цветущих побегах культуры в качестве основного компонента содержится до 3–5% рутина, а также сопутствующих ему другихфлавоноидов, в частности, кверцетина. Однако, гречиха не используется как источник лекарственного сырья.

Создание собственного производства рутина затруднительно в связи с отсутствием масштабирования и переноса лабораторных методик получения в промышленное производство. Поэтому, важным этапом становления отечественного производства субстанции рутина является создание и оптимизирование технологического процесса.

Нашими исследованиями установлено, что из вегетативной массы гречихи посевной оригинальным способом можно получить рутина 22,45 кг/га. Рентабельность производства в пересчете на масштабированное производство составляет 35%.

Отход водно-спиртовой экстракции рутина является ценным лигноцеллюлозным материалом для дальнейшей биотехнологической переработки в кормовые продукты для животноводства.

UDC 631.815

ECONOMIC CALCULATION OBTAIN RUTIN BUCKWHEAT Pavlovskaya N.E., Gneusheva I.A., Gorkova I.V., Zomiteva L.V., Borodin D.B.

FGBOU VPO “The Orel state agricultural university”, Orel, Russia 302019, Orel, st. GeneralaRodina, 69.

Е-mail: [e-mail]

Feasibility study was carried out in the routine production of Orel.

Keywords: rutin, buckwheat, flavonoids.

Production of medicines developed together with the improvement of methods and technologies of the pharmaceutical industry.

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	325

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

In medicine successfully used medicinal plants containing flavonoids. Representative of them is a chore that has multifunctional action, but does not have the industrial production in Russia. The main source of routine in the pharmaceutical industry are the buds of Sophora japonica, but industrial raw material base of said plant in Russia is absent.

Promising domestic source of rutin and other flavonoids may be crap, widely cultivated as a food crop in Russia, including in the Oryol region. In flowering shoots of culture as a main component contains up to 3–5% of the routine, as well as accompanying other flavonoids, particularly quercetin. However, buckwheat is not used as a source of medicinal material.

Creating your own production routine is difficult due to the lack of scaling and transfer laboratory techniques produce in industrial production. Therefore, an important step in the formation of the domestic production of the substance routine is the creation and optimization process.

Our research found that of the vegetative mass buckwheat original way you can get routine 22.45 kg/ha. Profitability of production in terms of scaled production is 35%.

Waste water-alcohol extraction routine is a valuable lignocellulosic material for further processing in biotechnology products for animal feed.

УДК 621.039.75

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РОСТА СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ НА ГИДРОЛИЗАТАХ СМЕСИ ПШЕНИЧНОЙ СОЛОМЫ И ОТРУБЕЙ Понкратов А.С., Красильникова О.В., Валеева Р.Т., Емельянов В.М.

Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия 420015, Казань, ул. К. Маркса, 68

e-mail: [e-mail]

Проведены экспериментальные исследования по проверке влияния сернокислотных гидролизатов смеси пшеничной соломы и отрубей на прорцессы роста спиртовых дрожжей.

Ключевые слова: культивирование, гидролизаты, пшеничная солома и отруби.

В лаборатории инженерных проблем биотехнологии КНИТУ проведены экспериментальные исследования процессов роста спиртовых дрожжей на гидролизатах. В работе были исследо-

ваны спиртовые дрожжи Saccharomyces cerevisiae Y–1334, Saccharomyces cerevisiae Y–1986, Saccharomyces cerevisiae Y-717 и гидролизаты пшеничной соломы и смеси пшеничной соломы и отрубей, полученные высокотемпературным гидролизом измельченного сырья сернистой и серной кислотой. В процессе выращивания спиртовых дрожжей контролировали температуру, кислотность среды, динамику роста и физиологическое состояние дрожжевых клеток, содержа-

ние редуцирующих веществ в культуральной жидкости.

Концентрации редуцирующих веществ снижались в процессах при использовании подпиток

гидролизатов с сернистой кислотой от 2,6 до 0,3% масс. и на основе серной кислоты от 2,56

до 0,4% масс. В процессах, при использовании гидролизатов вместо глюкозы и в качестве под-

питки с начальной концентрацией РВ 1,9% масс., минимальная концентрация составила 1,3%

масс.; с начальной концентрацией РВ 1,7% масс., минимальная концентрация составила 0,67%

масс.

Таким образом, сернокислотный и сернистокислотный гидролизаты смеси соломы и отру-

бей могут быть использованы в процессах наработки посевных культур спиртовых дрожжей

Saccharomyces cerevisiae Y–1986 и Saccharomyces cerevisiae Y–1334.

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

SECTION | | “BIOTECHNOLOGY AND INDUSTRY”

УДК 621.039.75

INVESTIGATION OFTHE DISTILLERS’YEAST GROWTH ON THE HYDROLYZATES OFTHE MIX OFWHEAT STRAWAND BRAN

PonkratovA.C.

Kazan National Research Technological University, Department of Chemical Cybernetics Karl-Marx-Str. 68, 420015 Kazan

e-mail: [e-mail]

Experimental studies to test the effect of sulfuric acid hydrolysates mixture of wheat straw and bran on the growth of fodder yeast.

Keywords: cultivation, hydrolysates, wheat straw and bran.

Experimental investigation of the distillers’ yeast growth on the hydrolysate was undertaken in the laboratory biotechnology engineering problems KNRTU. In this work we analyzed the following issues: Distillers’ yeast Saccharomyces cerevisiae Y–1334, Saccharomyces cerevisiae Y–1986, Saccharomyces cerevisiae Y-717 which were growing on the hydrolysate of the mix of wheat straw and bran which was obtained by hight-temperature hydrolysis being carried with pulps of sulphurous and dipping acid. Temperature, medium acidity, growth dynamics, physiological state of the yeast cells, reducing agent content in the culture liquid were under control during the whole period of the distillers’ yeast growth process.

Impoverishment of the reducing agents in the processes where we used refeeding of 2,6–0,3% mass sulphurous acid hydrolyzates and refeeding based on 2,56–0,4% mass dipping acid. In the processes where instead of glucose we used hydrolyzates as refeeding with initial concentration РВ 1,9% mass, lowest concentration was 1,3% mass; with initial concentration РВ 1,7% mass, lowest concentration was 0,67% mass.

Therefore sulphurous and dipping acid hydrolyzates can be used in the growth process of distillers’ yeast inoculum Saccharomyces cerevisiae Y–1986 and Saccharomyces cerevisiae Y–1334.

УДК 577.151

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ГРИБНОЙ АМИЛАЗЫ, ИММОБИЛИЗОВАННОЙ НА ХИТОЗАНСОДЕРЖАЩЕЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЕ Распопова Е.А., Красноштанова А.А.

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20, корп. 1

e-mail: [e-mail]

С целью стабилизации грибной амилазы (КФ 3.2.1.1.) применена ковалентная иммобили- зация на хитозансодержащую целлюлозу. Было показано, что иммобилизация позволяет более эффективно сохранять активность при тепловой и рН инактивациях фермента. Ключевые слова: иммобилизация, стабилизация, хитозан, амилаза. Иммобилизованные амилазы находят применение в различных областях, например, в меди- цине, в пищевой промышленности. Эффективным методом повышения стабильности фермента является ковалентная иммобилизация, которая характеризуется образованием прочных кова- лентных связей между функциональными группами молекулы белка и матрицей [1]. При этом в качестве композиционных материалов, как правило, используются природные полимеры, та-

Congress “BIOTECHNOLOGY: STATE OF THE ART AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT” March 17-20, 2015	327

СЕКЦИЯ | | «БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

кие как хитозан. Активность нативной и иммобилизованной амилазы определяли с помощью фотоколориметрического метода с применением 3,5-динитросалициловой кислоты.

Было установлено, что иммобилизация грибной амилазы на хитозансодержащую целлюлозу значительноповлияланасохранениеактивностиферментав различныхусловиях.Оптимальная температура иммобилизованной амилазы смещается в более высокую сторону от 45°С до 55°С в сравнении с нативной. Термическая стабильность при инкубации 60 минут при 45°С иммобилизованного фермента возрастает в 4 раза по сравнению с нативным.

Список литературы:

1.  Yandri, Devi Susanti, Tati Suhartati, Sutopo Hadi Immobilization of α-Amylase from Locale Bacteria Isolate Bacillus subtilis ITBCCB148 with Carboxymethyl Cellulose (CM-Cellulose) // Modern Applied Science. 2012. Vol. 6. №. 3. P.81-86.

UDC 577.151

STUDY OF STABILITY OF FUNGUSAMYLASE, IMMOBILIZED ON CELLULOSE CONTAINING CHITOSAN

Raspopova E.А., KrasnoshtanovaA.А.

Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia 125480, Moscow, Geroev Panfilovcev str., 20, building 1

e-mail: [e-mail]

Covalent immobilization on cellulose containing chitosan was applied to stabilize the fungus amylase. It was demonstrated that the immobilization is more effective to maintain activity of the thermally and pH inactivated enzyme.

Keywords: immobilization, stabilization, chitosan, amylase.

The immobilized amylases are applied in different industries, for instance, in medicine and food industry. The effective way to increase the enzyme stability is the covalent immobilization, characterized by the formation of strong covalent bonds between the functional protein molecule groups and the matrix [1]. The immobilized product tends to contain natural polymers, such as chitosan. The activity of the native and immobilized amylase was defined by applying photocolorimetric analysis with 3,5-dinitrosalicylic acid.

It was investigated the immobilization of fungus amylase on the cellulose containing chitosan greatly increased the maintained enzyme activity in different conditions. The ideal temperature of the immobilized amylase shifted to the higher value from 45°C to 55°C as compared with the native enzyme. For incubation 60 min (45°С) the thermal stability of the immobilized amylase 4-fold increases

compared with the native enzyme.

References

1.  Yandri, Devi Susanti, Tati Suhartati, Sutopo Hadi Immobilization of α-Amylase from Locale

Bacteria Isolate Bacillus subtilis ITBCCB148 with Carboxymethyl Cellulose (CM-Cellulose) // Modern Applied Science. 2012. Vol. 6. №. 3. P.81-86.

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