Разработка биотехнологий получения и применения физиологически активных соединений и ферментных препаратов

Краткое описание выполненных работ: Изучали действие физиологически активного соединения, комплексного препарата (2-хлорэтилфосфоновая кислота + метацид) на латексообразование у гевеи и установили, что препарат стимулировал этот процесс. Активация истечения латекса на коре деревьев гевеи наблюдалась в течение двух суток после обработки препаратом, в последующие дни происходило снижение скорости истечения, но выход латекс оставался на более высоком уровне, чем на необработанных деревьях. Возрастал выход сухого латекса, содержание сахарозы в латексе обработанных препаратом деревьев увеличивалось, уменьшился процент высыхания насечки на дереве. Обработка препаратом увеличивала выход латекса в среднем на 30%.
На отчетном этапе оптимизированы условия активного синтеза лакказ и целлобиозодегидрогеназ продуцентами, а также подобраны условия выделения ферментных препаратов. Свойства новой целлобиозодегидрогеназы сопоставлены с характеристиками аналогичных ферментов базидиомицетов и выявлены ее существенные отличия, заключающиеся в смещении рН-оптимума активности в нейтральную область и повышении сродства к субстрату.

1) Созревание и старение длодов представляет собой сложное переплетение катаболических и анаболических процессов, приводящих к изменениям ряда параметров тканей: химического состава, консистенции и др. Еще совсем недавно при изучении биохимии созревания большое внимание уделялось процессам деградации. В настоящее время общепризнано, что одновременно происходят и процессы синтеза. Проведенные эксперименты показали, что обработка плодов физиологически активными веществами оказывает влияние на систему биосинтеза этилена. Комплексный препарат 2-хлорэтилфосфоновая кислота (2-ХЭФК)+метацид проявил все ранее исследование свойства регулятора роста 2-ХЭФК: увеличивал выделение этилена как целыми плодами, так и дисками из кожицы яблок в модельных опытах, способствуя ускорению созревания плодов. Присутствие в препарате метацида препятствовало распространению микробной инфекции (плодовой гнили) и преждевременной порче плодов. Действие антиоксидантов на биосинтез этилена проявилось на этапе превращения 1-аминоциклопропан-1-карбоновой кислоты в этилен, т.к. реакция образования этилена проходит по свободнорадикальному механизму, а антиоксиданты - ингибиторы свободнорадикальных процессов. 2) Выбор оптимальных микроорганизмов для предобработки лигноцеллюлозного растительного сырья СРВ. На данном этапе работы нами были оптимизированы условия необходимые для роста, развития термофильного сордариомицета М. thermophila и биосинтеза этой грибной культурой происходит более интенсивно на средах богатых органическими источниками азота.

Согласно календарному плану задание второго полугодия 2006 года включало: 1) Разработку биотехнологии применения российских регуляторов роста нового поколения на единовременность созревания плодов кофе; 2) Выбор оптимальных для активации лигноцеллюлозного сырья с целью создания новых материалов.
1) Изучали влияние обработки комплексным препаратом российского производства (2-хлорэтилфосфоновая кислота + метацид) на созревание плодов кофейного дерева .
Установлено, что после обработки кофейного дерева комплексным препаратом происходило ускорение созревания плодов кофе. На обработанных плодах наблюдали снижение распространения микробной инфекции ( плодовой гнили). Полученные результаты показали, что обработка плодов физиологически активными препаратами вызывает изменение их окраски с темно-серой до ярко-красной , не влияет на размер плодов, повышает выход и качество плодов, препятствует развитию физиологических заболеваний.
2) В ходе выполнения совместных работ с Вьетнамской стороной нами из вьетнамских почв, содержащих повышенные концентрации диоксинов, выделены два неспорулирующих сордариомицета, принадлежащих к семейству Chaetomiaceae. Они являются активными продуцентами ферментов, участвующих в разложении лигноцеллюлозы: целлюлаз, гемицеллюлаз, лакказ и целлобиозодегидрогеназ.
На данном этапе нами исследованы условия культивирования почвенного термофильного сордариомицета Myceliophthora thermophila, а также оптимизированы условия биосинтеза целлюлаз, лакказы и целлобиозодегидрогеназы синтезируемых этим грибом.
Являясь сапротрофным термофильным организмом, M. thermophila в природе часто развивается на саморазогревающемся растительном компосте, где способствует разложению растительных остатков. Гриб вырабатывает термостабильные ферменты, физико-химические свойства которых обуславливают возможность их потенциального использования в процессах, требующих высокой температуры.
Образование лакказы изучаемой культурой происходит более интенсивно на средах богатых органическими источниками азота. Оптимальной для синтеза целлобиозодегидрогеназы является среда, содержащая целлюлозу в качестве источника углерода и повышенную концентрацию солей. На средах с натуральными растительными субстратами возможен совместный синтез лакказы и целлобиозодегидрогеназы.