ИСТИНА

Карбогидразы – ферменты, катализирующие ферментативное расщепление полисахаридов и низкомолекулярных углеводов в природе, находят всё большее применение в различных биотехнологических процессах переработки возобновляемого растительного сырья в жидкие виды биотоплива и продукты микробиологического синтеза (простые и многоатомные спирты, органические и аминокислоты, различные углеводороды и т.д.), в целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, а также как компоненты комбикормов для сельскохозяйственных животных и птиц. К числу наиболее важных с практической точки зрения карбогидраз относятся целлюлазы, гемицеллюлазы (ксиланазы, арабиназы, маннаназы, ксилоглюканазы), амилазы и пектиназы. Как правило, промышленные ферментные препараты карбогидраз производят путем глубинного культивирования мутантных штаммов микроскопических грибов в ферментерах. Наиболее распространенными промышленными продуцентами карбогидраз во всем мире являются грибы из родов Aspergillus и Trichoderma. В то же время не прекращается поиск новых продуцентов ферментов с улучшенными свойствами – более высокой удельной (молекулярной) активностью, повышенной термостабильностью, устойчивостью к ингибиторам и т.д. В лаборатории физико-химии ферментативной трансформации полимеров химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с лабораторией биотехнологии ферментов ФИЦ Биотехнологии РАН проводятся интенсивные исследования новых грибных продуцентов карбогидраз, осуществляется поиск ферментов, отвечающих современным требованиям биотехнологии, а также ведутся разработки, направленные на повышение продуктивности штаммов и улучшение свойств индивидуальных ферментов с использованием передовых генно-инженерных подходов. В последние несколько лет найдены новые целлюлазы, ксиланазы и амилазы с высокой удельной активностью, секретируемые грибами Penicillium verruculosum, Penicillium canescens и Myceliophthora thermophila; проведено теоретическое и экспериментальное обоснование перспективности использования грибов из родов Penicillium и Myceliophthora в качестве альтернативы существующим промышленным продуцентам карбогидраз; получены новые штаммы грибов P. verruculosum и P. canescens, обладающие повышенной способностью к секреции ферментных комплексов оптимального состава для эффективной биоконверсии компонентов лигноцеллюлозного сырья (целлюлозы и гемицеллюлоз) в мономеры. Выявлена важная роль N-связанных гликанов в катализе целлюлазами (на примере целлобиогидролазы I и эндоглюканазы II P. verruculosum), и с помощью нового нетрадиционного подхода, заключающегося в сайт-направленном мутагенезе сайтов N-гликозилирования, получены мутантные формы ферментов с более высокой молекулярной активностью. Большое внимание уделяется внедрению полученных результатов в практику. Получены и запатентованы штаммы-продуценты карбогидраз (целлюлаз, β-глюканаз, ксиланаз), которые находят широкое применение в качестве кормовых добавок для разрушения некрахмальных полисахаридов (β-глюканов, ксиланов) зерна злаковых, являющихся важным компонентов комбикормов для сельскохозяйственных животных и птиц. Некрахмальные полисахариды являются антипитательным фактором и снижают переваримость кормов. Разработанные штаммы-продуценты карбогидраз, применяемых в качестве кормовых добавок, используются на заводе по производству ферментных препаратов ООО «Агрофермент» (Тамбовская обл.), являющегося примером нового современного биотехнологического предприятия.