Активности окислительных и целлюлолитических ферментов гриба Ostreatus (Fr) Kumm

4. Клесов, А.А. Ферментативный катализ. Ч.2. Ферментативная деградация полимеров / А.А. Клесов. - М.: Изд-во МГУ, 1984. - 216 с.

5. Ладур, Т.А. Научные основы и практическое применение биоконверсии при производстве сахаристых продуктов из крахмала: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / Т.А. Ладур. - М., 1992. - 61 с.

6. Ладур, Т.А. Ферментативный гидролиз крахмала - важнейший резерв повышения эффективности производства крахмалопродуктов / Т.А. Ладур, З.М. Бородина, Р.М. Карпенко // Сахарная пром-сть. - 1983. -№9. - С. 37-39.

7. Андреев, Н.Р. Прогнозные оценки развития крахмалопаточного производства / Н.Р. Андреев, Н.Д. Лукин, Л.М. Медведева // Пищевая пром-сть. - 1999. - №12. - С.34-35.

8. Кардышев, Г.А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии / Г.А. Кардышев. - М.: Химия, 1990. - 208с.

9. Аксенов, В.В. Комплексная переработка растительного крахмалосодержащего сырья в России / В.В. Аксенов // Вестн. КрасГАУ. - 2007. - №4. - С. 213-218

10. Использование газо-вихревого реактора для ферментативной переработки растительного крахмалосодержащего сырья на сахаристые крахмалопродукты / В.В. Аксенов [и др.] // Пища. Экология. Качество: тр. IV Междунар. науч.-практ. конф. - Новосибирск, 2004. - С. 11-13.

11. Аксенов, В.В. Перспективы переработки местного крахмалосодержащего сырья на сахаристые крахмалопродукты / В.В. Аксенов // Пища. Экология. Качество: тр. III Междунар. науч.-практ. конф. - Новосибирск, 2003. - С. 460-464.

12. Патент РФ №2283349. Рамазанов ЮЛ, Кислых В.И., Косюк И.П.

13. Нахапетян, Л.А. Получение глюкозно-фруктозных сиропов из крахмалосодержащего сырья / Л.А. Наха-петян, И.И. Меняйлова // Биотехнология. - 1988. - Т.4. - №5. - С. 564-574.

---------♦-----------

УДК 561.284.579.61 Н.А. Величко, З.Н. Берикашвили

АКТИВНОСТИ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ И ЦЕЛЛЮЛОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ ГРИБА OSTREATUS (Fr) Kumm.

В статье определены активности ферментов целлюлолитического комплекса и полифенолоксидазы гриба Ostreatus (Fr) Kumm., выращенного на после-экстракционном остатке древесной зелени сосны. Установлено, что культура гриба Ostreatus (Fr) Kumm., несмотря на хороший рост и потребление субстрата, обнаружила низкую активность целлюлолитических ферментов.

Грибы поражают лигноцеллюлозные комплексы древесины с помощью выделяемых ими ферментов. Деятельность окислительных и протеолитических ферментов, сопровождающих образование биомассы гриба, зависит от условий культивирования, стадии развития гриба, времени суток, влажности, условий питания. Каталитическая активность фермента, т.е. быстрота превращения субстрата единицей фермента для разных ферментов, не одинакова и зависит от температуры, pH среды, концентрации субстрата, его химического строения и свойств [1].

Фенолоксидазы катализируют в присутствии молекулярного кислорода окисление не только полифенолов и их производных, но и ряда монофенолов с образованием соответствующих хинонов. Полифенолок-сидаза содержится в грибах и представляет собой белок, содержащий медь (0,2-0,3 %). Молекулярная масса ее у грибов 34500. Полифенолоксидаза катализирует два процесса: активирование молекулярного кислорода (окислительная функция) и введение гидроксильной группы в молекулу фенольного соединения (гидро-ксилирующая функция). Разделить эти активности не удается и предполагается, что молекула фермента имеет различные активные центры [2-3].

Расщепление целлюлозы микроорганизмами осуществляется при действии комплекса, включающего несколько ферментов - 1, 4, р-Д, глюканогидролазу, экзо-1, 4 В-глюкан-4 глюкогидролазу, 1, 4, вД-глюканцеллобиогидролазу и в-глюкозидазу.

Физиологическая роль целлюлозолитических ферментов у микроорганизмов состоит в расщеплении целлюлозы до глюкозы, которая используется как источник энергии.

Эндоглюканаза действует на субстрат в основном неупорядоченно, приводя к образованию частично деструктированной нерастворимой целлюлозы и к смеси замещенных целлодекстринов.

Целлобиогидролаза наряду с частью эндоглюканазы гидролитически отщепляет целлобиозу от невосстанавливающих концов поли- или олигосахаридных цепей. Целлобиаза катализирует гидролиз целло-биозы до глюкозы. Экзоглюканазы отщепляют остатки глюкозы непосредственно от целлоолигосахаридов, тем самым "шунтируя” полиферментную цепь превращений целлюлозы до глюкозы.

Глюкоза не образуется непосредственно из исходного субстрата (под действием, например, эндоглюканазы или экзоглюкозидазы), является продуктом последующей деградации промежуточных метаболитов целлюлазной системы.

В работе определены активности ферментов целлюлолитического комплекса и полифенолоксидазы гриба Ostreatus ^г) Китт., выращенного на послеэкстракционном остатке древесной зелени сосны.

Активность эндо-1-4-глюканазы определяли вискозиметрическим методом.

В качестве субстрата применяли 0,3 %-й раствор карбоксиметилцеллюлозы. Об активности фермента судили по возрастанию обратной величины относительной вязкости под влиянием фермента. За единицу активности принимали количество фермента, вызывающее возрастание обратной величины относительной вязкости на единицу за 1 минуту.

Определение активности целлобиогидролазы проводили, измеряя количество редуцирующих веществ, образующихся при действии целлюлолитических ферментов на соответствующий субстрат калориметрическим методом Шомодьи-Нельсона. За единицу активности целлобиогидролазы принимали количество фермента, образующее 1 мг глюкозы в инкубационной смеси.

Активность экзоглюкозидазы определяли по способности расщеплять карбоксиметилцеллюлозу до восстанавливающих сахаров. За единицу активности принимали количество фермента, образующее 1 мг глюкозы в инкубационной смеси.

Активность целлобиазы определяли по скорости накопления восстанавливающих групп в растворе при ферментативном гидролизе целлобиозы. За единицу активности принимали количество фермента, которое расщепляет 1 микромоль целлобиозы в минуту. Определение активности фенолоксидазы проводили по методу С. Ланса.

Результаты по определению активностей ферментов целлюлолитического комплекса гриба Ostreatus ^г) Китт. приведены в таблице.

Активность ферментов целлюлотитического комплекса

Целлюлолитический фермент Активность, микромоль/мин

Эндоглюканаза 0,056

Целлобиогидролаза 0,015

Целлобиаза 0,0007

Экзоглюкозидаза 0,013

Из результатов определений (см. табл.) видно, что в состав ферментов, выделяемых грибом Р1еигоЮв ов^еаЮв, входят все четыре фермента целлюлолитического комплекса: эндоглюканаза, целлобиогидролаза, целлобиаза, экзоглюкозидаза. Активности целлолитических ферментов неодинаковы. Эндоглюканаза первая атакует как аморфную, так и кристаллическую целлюлозу, готовя тем самым субстрат для последующего действия других ферментов целлюлолитического комплекса.

Основные характеристики целлобиогидролазы - способность гидролизовать нерастворимую целлюлозу с образованием практически исключительно целлобиозы и полная неспособность уменьшать вязкость растворов карбоксиметилцеллюлозы.

Целлобиаза выполняет функцию регулятора интенсивности ферментативного гидролиза. По сравнению с активностями других ферментов целлюлолитического комплекса она проявляет наименьшую активность.

Экзоглюкозидаза играет главную роль по сравнению с целлобиазой в образовании глюкозы. Она проявляет наибольшую активность. Совместное действие ферментов, образующих полиферментную систему, приводит к более эффективной реакции, по сравнению с действием отдельных ферментов на исходный субстрат [4-5].

Культура гриба Р1еигоЫ овЬеаЮв, несмотря на хороший рост и потребление субстрата, обнаружила

низкую активность целлюлаз. Активность полифенолоксидазы составила 0,058 микромоль/мин.

Литература

1. Современные направления экспериментального исследования базидиомицетов / Н.В. Белова, Н.В. Псур-цева, А.Я. Мнухина [и др.] // Микология и фитопатология. - 1997. - Т.31. - Вып.6. - С.64-75.

2. Псурцева, Н.В. Биотехнологические возможности использования коллекционных культур базидиомицетов / Н.В. Псурцева, Н.В. Белова, И.А. Алехина // Биотехнология. - 1994. - № 7. - С.35-39.

3. Ахмедова, З.Р. Целлюлазы и лигназы базидиомицетов / З.Р. Ахмедова, О.П. Белецкая // Прикладная биохимия и микробиология. - 1993. - Т.29. - Вып.6. - С.823-828.

4. Элисашвили, В.И. Биосинтез и свойства целлюлаз и ксиланаз высших базидиомицетов / В.И. Элисашвили // Прикладная биохимия и микробиология. - 1993. - Вып.3. - Т.29. - С.340-353.

5. Кохреидзе, Н.Г. Лигноцеллюлолитическая активность - Р1еиго^ ostreatus ИБК-191 при твердофазной ферментации отходов чайного производства / Н.Г. Кохреидзе, В.И. Элисашвили // Прикладная биохимия и микробиология. - 1983. - Т.29. - Вып.2. - С.227-232.