Регистрация / Вход
Прислать материал

«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области биокаталитических, биосинтетических и биосенсорных технологий»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0076
Руководитель работ
Попов Владимир Олегович

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
15.06.2009 - 30.09.2009
Разработка методик/методов: 1.1 .Разработка методологии получения высокоактивных штаммов-продуцентов карбогидраз с заданными свойствами. 1.1.1. методики (не менее 2) получения трансформантов, несущих заданное соотношение генов целевых белков; 1.1.2. методика получения высокоактивных штаммов-продуцентов карбогидраз; 1.1.3. методика повышения экспрессии целевых ферментов с использованием гистоновых промоторов. 1.2. Разработка методологии иммобилизации оксидоредуктаз на модифицированных биополимерами нерастворимых носителях (неорганические оксиды, ионообменные смолы и др). 1.2.1. методики (не менее 6) получения активных и стабильных катализаторов окисления фенолов на основе различных носителей, модификаторов и ферментов; 1.2.2. алгоритм анализа экспериментальных данных по исследованию кинетики окисления фенолов синтезированными катализаторами; 1.2.3.тметоды физико-химических исследований поверхности и структуры каталитических систем.
Внебюджет
1.3.Разработка методики анализа биохимических и каталитических
характеристик целевых ферментов;
1.4. Разработка методики изучения адсорбционных свойств карбогидраз на
полифенолах и полисахаридах
Развернуть
2
01.10.2009 - 15.12.2009
2.1 Проведение патентных исследований: проведение патентного поиска в
базах ппр:/Лу\у\у1.г1р5.ги/ (Россия). ппр://ер.езрасепе1:.со:т/ (Европа),
ппр://ра1й.изр1:о.^оу/ (США), а также специализированных поисковых
системах ВКЕКОА, АМЕМОА, РКЕМВА и др.
Развернуть
3
01.01.2010 - 30.06.2010
По истечению третьего этапа работы были достигнуты следующие результаты:
Были выделены и клонированы 3 гетерологичных и 2 гомологичных гена карбогидраз в штамм-реципиент гриба рода Penicillium verruculosum. Выбор генов – целлобиогидролазы, эндоглюканазы и -глюкозидазы обоснован требованиями к составу ферментных препаратов, катализирующих процесс биоконверсии возобновляемого растительного сырья.
Проведен скрининг полученных трансформантов на целевые активности и продуктивность рекомбинантных штаммов. Показана возможность получения мутантных штаммов с заданным распределением целевых активностей, используя универсальную систему экспрессии, разработанную в процессе выполнения госконтракта.
Проведена оптимизация сред культивирования рекомбинантного гриба Penicillium verruculosum в малых объемах (колбочные ферментации), изучено влияние различных добавок к стандартной ферментационной среде. Показано, что добавление лимонной кислоты и ЭДТА увеличивает продуктивность рекомбинантных штаммов.
Показано преимущество использования экспрессионной системы с индуцибельным промотором над системой экспрессии с конститутивным на примере продукции -глюкозидазы в штамме-хозяине Penicillium verruculosum.
Проведены сравнительные исследования биокатализаторов на основе очищенных и неочищенных препаратов ферментов. Показано, что причиной сохранения активности при использовании очищенных ферментов (как для систем с пероксидазой, так и для систем с тирозиназой) является большая доступность функциональных групп фермента для процесса ковалентной сшивки.
Синтезированы биокатализаторы различного состава и проведено сравнение их эффективности. Для сравнительных исследований использовались 7 различных видов ионообменных смол в качестве носителя, 3 вида хитозана с разной молекуляроной массы, 2 сшивающих агента (глутаровый альдегид и карбодиимид) и 2 фермента (пероксидаза и тирозиназа). Предварительные эксперименты показали, что ионообменные смолы Dowex 50WX8 и Lewatit CNP-105 имеют слишком малый размер частиц, что делает их применение в биокаталитических процессах затруднительным. Также было определено, что наиболее эффективно биокатализаторы работают при использовании хитозана низкой и средней вязкости. Среди всех ионообменных смол наиболее значимые результаты были получены с катионитом КУ 2-8 (Н).
Определены оптимальные условия проведения процесса окисления фенола и его производных в присутствии синтезированных биокатализаторов: температура - 25°С, интенсивность перемешивания – 300 мин-1, рН – 6,5-7
Определены кинетические характеристики синтезированных биокатализаторов. Активность ферментов снизилась после иммобилизации, что связано с их гетерогенизацией. Однако ферменты стабильны и не снижают своей активности в 10 последовательных экспериментах, а гетерогенизация делает данную систему более технологичной.
Определена устойчивость синтезированных биокатализаторов к действию ингибиторов. Была показана высокая эффективность деструкции фенолов иммобилизованными оксидоредуктазами. Кроме того, синтезированные каталитические системы обладают высокой стабильностью.
Выполненная работа на третьем этапе контракта полностью соответствует требованиям задания и календарному плану.
Развернуть
4
01.07.2010 - 15.12.2010
4.1. Изготовление экспериментальных/лабораторных образцов: получение
ферментных препаратов из рекомбинантных штаммов, предназначенных для
эффективной деструкции полисахаридных субстратов в присутствии
полифенолов (возобновляемого растительного сырья).
4.2. Изготовление экспериментальных/лабораторных образцов: создание
образцов биокаталитической системы на основе иммобилизованных
оксидоредуктаз
4.3. Внебюджет
изучение состава и свойств ферментов из рекомбинантных штаммов
Развернуть
5
01.01.2011 - 31.05.2011
5.1. Проведение исследований - получение и изучение сухих ферментных
препаратов карбогидраз с заранее заданными свойствами
5.2. Проведение исследований - математическое моделирование процесса
окисления фенолов с использованием иммобилизованных ферментов и
обоснование гипотезы о механизме процесса;
5.3. Разработка технических условий на эффективный катализатор на основе
иммобилизованных ферментов и предназначенного для эффективного
окисления фенольных соединений.
5.4. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный
процесс
5.5. Внебюджет
- Изучения влияния различных промоторов на внеклеточную секрецию
целевых ферментов
Развернуть
6
01.06.2011 - 30.08.2011
6.1. Испытания экспериментальных/лабораторных образцов Испытания
сухих ферментных препаратов карбогидраз с заранее заданными свойствами
в процессах исчерпывающего гидролиза природных полисахаридных
субстратов.
6.2. Испытание образцов биокатализаторов на основе иммобилизованных
оксидоредуктаз в процессах исчерпывающей дезэнтоксикации фенольных
экополлютантов.
6.3-:Проведение технико-экономической оценки полученных результатов
6.4. Внебюджет
Испытания сухих ферментных препаратов карбогидраз с заранее заданными
свойствами в процессах исчерпывающего гидролиза природных
полисахаридных субстратов в присутствии полифенолов.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области биокаталитических, биосинтетических и биосенсорных технологий»
Продолжительность работ
2009 - 2011, 29 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
18
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области биокаталитических, биосинтетических, биосенсорных технологий и создания биосовместимых материалов
Продолжительность работ
2010 - 2012, 31 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
23
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области биокаталитических, биосинтетических, биосенсорных технологий и создания биосовместимых материалов
Продолжительность работ
2010 - 2012, 27 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
18
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований в области биокаталитических, биосинтетических и биосенсорных технологий.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
2,35 млн
Количество заявок
5
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области биокаталитических, биосинтетических и биосенсорных технологий.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 7 мес.
Бюджетные средства
2,82 млн
Количество заявок
9