Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема ферментативной конверсии целлюлозы, несмотря на интенсивное изучение в течение последних 30 лет, продолжает оставаться в центре внимания специалистов различного профиля - микробиологов, биохимиков, бг.отех-нологов. Особый интерес вызывает природа явлений, протеюкздих при глубоком гидролизе наиболее труднодоступной, высокоуперя-доченкой целлюлозы в составе расгителиой клеточной сїєкки", где она образует сложную надмолекулярную структуру, с другими биополимерами, в перйую очередь, с лэткином.
Именно поэтому в последнее зреш внимание привлекакп' вопросы, св.чзгннкз с биосинтезом цехвелаз на средах, содержащих лкгноцедднлозные растительные субстраты с низіжм содержанием целлюлозы. Еа этом направленій даогиг отечественные и зарубежные авторы видят перспективу оптимизации ферментного томплекса для утилизации наиболее труднодоступной, экранированной лигнином углеводно.4 части субстрата.
Несмотря на наличие отдельных публикаций, -в настоящее время механизм сгатезз цешшлаз ьа таких трудтаметаболгаируе-мых нерастворкии субстратах изучен недостаточно; Известно лишь, что такие субстрааы могут вызывать как активацию, так"и репрессию синтеза целдюлаз. Имещчеся в литературе-' сведения показывают, что значительные резарвы в повыкешаь; уровия биосинтеза целлюлаз у грибев могут заклочаться в яспользованик труднометаболгаируемых соединений углерода наряду с легкшета-болиэкруемьш. не вывьваюпши 'сатаболитной репрессии. -
В этой связи особый интерес прздетавлкег создание новьс штаммов, адаптированных к синтезу целдшоллтичееких феркентов на ере дах .с. труднодоступной целлюлозой, а тают изучение фер-иєетнкх комплексов, участвующих з деградации таких трудаомета-болизируекаи субстратоЕ. . Как известно, до ностоявдгго времени пет единой точки зрения на кеханизи ферментативного раздолгкия нечболее труднодоступной части природной целлюлозы и роль отдельных ферментов е этом.процессе.
Дель к задата исследований Цель кастояцей работы заключалась в изучении закономерностей и повышении уровня синтеза целлплаз при "культивировании гриба 1'richoderma reesei на средах, содержащих, в качестве соединений углерода труднонетаболи-
- г -
зируемые лигнокедлюлозные субстраты, создании мутантаьк .пггсш-моБ-продуцентов ферментов, адалт;;роЕзнных к: подобным.субстратам, изучении-их ферментного комплекса и-его отдичий-:ої.-кош---' декса. известных -гааммов-продуцентов.
Научная новизна -работы. -Исследованы основные зассвшер.-. ности синтеза-цэллетюлетических. ферментов..-..трябои frtcixxteni» reesei на- средах- с-ароішаи5ЄйНьИ:ДИ?шдедвпзоашЕї:.с^^тргаанігяг.". его іюдкфикащяаш, при зтоине обяаруааеиа \лршаай~ч:коррегяшй медцу соотношением- - цедлшюзи и - лигнина- в -субстрате-; Етуровнеги биосинтеза целлшаз.
Еолучен-кутант T.-reesei- 5/16, секретзтоуяа^влкузшч^раль-т.-нун жидкость- цехюояазы с- более високим-урсвкемаотяБностй-ио сравнению с- промьшлею&м--штаммом -при- культивирозанки-на- средах с трудноштгболкзируемьши соединениями- углерода*- -иевдейеванз его морфология. Показано, что повышение целлалазной активности мутанта 6/16 -не-связано с-изменением чувствительности к-ката-болитной репрессия.
Установлено, зд-о ферментный комплекс-мутанта-6/16-характеризуется более -высокими- уделы»&макгавнэсткий'-.-цедзюбиогил-родазы I, -высотошлекулярной эндоглшаназы и в-ршкоевдазн, чем кошлекс -промыпшенвдро штамма. Одоозремешо- показано-* .лчто мутант-6/16 на средах с лигноцеллвдозяым-субстратом.тюдуцкру^-ет-более-специфичный к деградации трудаодеетугогойчпедяалозы
КОШЛЄКС--4>ЄРМЄЕТОВ,- -ЧЄМ-ПрОШМвННЫЙ ЖГаЫМ.- --
Практическая -значимость - ^работы. -Прздлозеяа -циклическая схема превраиениа лигноцеллшознсго еьзрья- -путом -двухстадийкой обработки. КміерБсй стадии-проводится-ферментативный-гидролиз сырья культуралыюй жщкостью гриба-продуцента целлшаз с образованием глшозїїоґо сиропа (20. Еа-второй - гнгвйфициро-валный-остатох утилизируется грибом-продуцентом целлюллаз с образованием высокоактивных ферментов для стадии ферментативного гидролиза.
Разрабоган состав новой йерментацчонной среды, на которой удалось повисить целлшазную активность T.reesei в 2,0-3,3 раза по сравнению с традиционно используемыми средами.
Полученный в результате многоступенчатой селекции мутант 6/16 обладал в 1,5 раза более высоким уровнем синтеза целлотаз по сравнению с родительским штаммом и в 1,Е раза - по сравнению С ЛУЧШИМ ПРОМЫШЛеНКЫМ ШГаММОМ.
Апробация работы. Результаты диссертации представлялись на J1 Всесоюзной конференции "Достижения биотехнологии - агропромышленному комплексу" (Черновцы, 1991), 7 Европейской конференции по использовании биомассы в энергетике, -сельском хозяйстве, экологии, прошзленности (Флоренция, 19S2), 11 AfeH-дунаролноП ітакфгрецции "Грибные цедлюяаэы и родственные, фзр-: менты - Tricel 93" (Шйвкк, «їинляндия, 1993).
Публикации. Ш результатам диссертации опуйдаоганы. ^-печатные работы.-
Структура и объем диссертации. Диссертация . состоит т.ь введения, обзора литературы, опкеания -объектов. к методов, исследования, изложения результатов-и. га обсугщезавг, ;вызодов~и списка цитируемэй литературы. Работа иалоиена на 120 страницах, содержит 14 рисунков и 15 таблиц. Список цитгруемой.литературы включает 143 источников.