Трансформация цианопиридинов свободными и иммобилизованными клетками нитрилутилизирующих бактерий

• Автор: Васильев, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Обзор литературы

Глава 1 Трансформация ароматических нитрилов ферментативными системами микроорганизмов

1.1 .Метаболические пути конверсии нитрилов

1.2 Ферменты гидролиза нитрилов у микроорганизмов

1.3 Практическая значимость ароматических карбоновых кислот

1.4. Способы получения карбоновых кислот - производных ароматических нитрилов

1.4.1 Химический синтез ароматических карбоновых кислот из нитрилов

1.4.2 Биокаталитический синтез ароматических карбоновых кислот из

нитрилов
1.5 Гетерогенные биокатализаторы. Способы иммобилизации клеток микроорганизмов
1.5.1 Связывание клеток микроорганизмов на поверхности нерастворимого носителя
1.5.2 Включение клеток микроорганизмов в структуру полимерного носителя
1.5.3 Иммобилизация клеток микроорганизмов с использованием
мембранных технологий
Экспериментальная часть
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Бактериальные штаммы
2.2. Выделение и идентификация нитрилутилизирующих бактерий
2.3. Среды культивирования
2.4. Условия культивирования и определение ростовых характеристик
2.5. Определение активности нитригидратазы, амидазы и нитрилазы
2.6. Иммобилизация
2.7. Определение величины адсорбции субстратов и продуктов реакции трансформации ароматических нитрилов
2.8. Выделение ДНК и полимеразная цепная реакция
2.10. Секвенирование ДНК
2.11. Сравнительный анализ последовательностей ДНК
2.12. Определение параметров, характеризующих процессы роста бактериальных штаммов
2.13. Статистическая обработка
Глава 3. Биоразнообразие цианопиридин - утилизирующих бактерий активного ила и осадков биологических очистных сооружений
3.1. Видовое разнообразие грамотрицательных цианопиридин -утилизирующих бактерий активного ила и осадков БОС
3.2. Поиск генов, кодирующих нитрилгидролизующие ферменты
3.3 Активность ферментов метаболизма нитрилов штаммов, выделенных из активного ила и осадков БОС г. Перми
3.4 Оптимизация условий культивирования новых штаммов
нитрилутилизирующих бактерий
Глава 4. Трансформация цианопнридинов нитрилутилизирующнми бактериями
4.1. Трансформация 3-цианопиридина свободными и иммобилизованными
клетками нитрилутилизирующих бактерий
4.1.1 .Трансформация 3-цианопиридина свободными клетками R. ruber gtl
4.1.2. Скрининг носителей для иммобилизации клеток R. ruber gtl с целью использования в гетерогенном биокатализе ароматических нитрилов
4.1.3. Синтез концентрированного раствора никотинамида свободными и иммобилизованными клетками R. ruber gtl
4.1.4.Получение концентрированного раствора никотинамида при помощи клеток Rhodococcus sp. АО
4.2. Трансформация 2-цианопиридина свободными и иммобилизованными клетками R. ruber gtl и P. fluorescens C
4.3. Трансформация 4-цианопиридина свободными и иммобилизованными клетками R. ruber gtl и P. fluor escens С

4.3.1. Совместная конверсия 4-цианопиридина клетками R. ruber gtl, содержащими нитрилгидратазу, и R. erythropolis 11-2, обладающими
амидазной активностью
Заключение
Выводы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

клеток и адсорбентов обусловливает различные механизмы адсорбционного взаимодействия и различные виды сил адгезии. Адгезия клеток на адсорбенте определяется следующими причинами:
• образованием химических связей между поверхностями клетки и адсорбента (хемосорбция);
• ион-ионными взаимодействиями, образованием ионных пар и триплетов;
• электростатическими (неионными) взаимодействиями заряженных поверхностей клеток и адсорбента;
• силами Ван-дер-Ваальса (взаимодействиями диполь-диполь, диполь-наведенный диполь, ион-диполь);
• влиянием электролитов, гидратационными эффектами, капиллярными силами;
• флокуляцией и коагуляцией;
• гидрофобными взаимодействиями;
• биоспецифической адсорбцией [35].
Адсорбционный метод иммобилизации имеет ряд преимуществ: дешевизна носителей, отсутствие диффузных затруднений и токсического действия на клетки, устойчивость носителей к микроорганизмам и условиям среды, простота осуществления процесса иммобилизации. Так же выделяют некоторые недостатки: при иммобилизации могут меняться свойства клеток, прочность связывания клетки и носителя незначительна. Данные недостатки проявляются в меньшей степени при использовании пористых носителей [34].
Метод адсорбции клеток на поверхности нерастворимого носителя получил широкое развитие в области биологической очистки сточных вод. Активный ил, использующийся в аэротенках, представляет собой скопление разнообразных микроорганизмов, адсорбированных на твердом носителе. Также при очистке сточных вод используются проточные емкости, содержащие материал-носитель с прикрепленными к их поверхности клетками активного ила - биофильтры. В