Свойства целлюбиогидролаз из грибов Chrysosporium lucknowense и Trichoderma reesel

• Автор: Шульга, Татьяна Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.15, 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

Введение.

Обзор литературы.

Глава 1 Состав и строение растительной биомассы

1.1 Основные компоненты растительной биомассы

1.2 Строение и физикохимические свойства целлюлозы

1.3 Гемицеллюлозы и пектины.

1.4 Липши.

Глава 2 Свойства и роль целлобиогидролаз

2.1 Целлюлазы и их место в классификации гликозидгидролаз

2.2 Особенности структуры целлобиогидролаз
2.3 Строение активных центров целлобиогидролаз
2.4 Структура и роль ЦСМ
2.5 Функция линкера.
2.6 Механизм действия целлюлазного комплекса
2.7 Молекулярные и физикохимические характеристики грибных целлобиогидролаз
Экспериментальная часть.
3.1 Объекгы исследования и реактивы.
3.2 Выделение и очистка ферментов.
3.3 Аналитические методы
3.4 Определение физикохимических и каталитических параметров ферментов
3.5 Гидролиз различных целлюлозосодержащих субстратов.
3.6 Массспектрометрический анализ пептидов и построение трехмерных моделей ферментов
Результаты и их обсуждение.
Глава 4 Выделение и очистка целлобиогидролаз СЛискпшете и Т. гееяе1
4.1 Выделение целлобиогидролаз С. Ыскполмете.
4.2 Выделение целлобиогидролаз Т. гееяе.
Глава 5 Массспектрометрический анализ целлобиогидролаз СЛискпоыете и их аминокислотные последовательности
5.1 ЦБГ 1а и 1Ь 7й семьи гликозидгидролаз
5.2 ЦБГ Па и ПЬ 6й семьи гликозидгидролаз
Глава 6 Свойства целлобиогидролаз С. 1искттете и Т. гееэЫ
6.1 Субстратная специфичность и каталитические свойства целлобиогидролаз
6.2 Адсорбционные характеристики целлобиогидролаз
6.3 Термостабильность ферментов
6.4 Влияние температуры и на активность ферментов.
Глава 7 Рациональный дизайн мультиферментных смесей для высокоэффективного гидролиза цсллюлозосодержащих материалов.
7.1 Сравнение эффективности действия различных целлобиогидролаз па МКЦ
7.2 Синергизм между целлюлазами С. Шскпомепзе
7.3 Гидролиз целлюлозных субстратов комбинациями целлюлаз
7.4 Гидролиз целлюлозосодержащих отходов сельского хозяйства смесями очищенных целлюлаз
Список литературы


В клетках растений также содержится лигнин до нерастворимый фенольный полимер, который особенно распространен в клетках деревьев, где он ассоциирован с первичной и вторичной клеточными стенками. Полисахаридный состав лигаоцеллюозных материалов, полученных из разных источников представлен в табл. Таблица 1. Состав лигноцеллюлозных материалов из различных источников, . Как видно из таблицы, в травах, лиственных и хвойных деревьях содержание целлюлозы приблизительно одинаковое, в то время как содержание других полисахаридов сильно различается. Б лиственных породах деревьев целлюлоза ассоциирована в основном с ксиланом, а в хвойных содержание ксилана значительно меньше, зато относительно много маннанов и гапактанов. В травах содержится много ксилана и арабинана. Целлюлоза это линейный полимер, ангидроглюкозиые звенья которого связанны между собой 31,4Углюкозидиыми связями. В зависимости от растительного источника количество глюкозных звеньев в целлюлозе может достигать 0 остатков . В результате этого повторяющейся структурной единицей целлюлозы является целлобиозный остаток, а не глюкозный рис. Рисунок 1. Молекулярное строение целлюлозы. Целлюлоза классический пример полимера, макромолекулы которого имеют линейное строение и который характеризуется повышенной скелетной жесткостью. Конфигурация макромолекулы целлюлозы дает возможность реализации внутри и межмолекулярных взаимодействий. Современная точка зрения на структуру целлюлозы имеет в своей основе теорию аморфнокристаллического ее состояния и основывается на данных электронографических, рентгенографических и других исследований , , , . В природе целлюлозные цепи упакованы упорядочено, образуя нерастворимые микрофибриллы, стабилизированные перекрестными межмолекулярными водородными связями. Макромолекулы целлюлозы в первичных фибриллах образуют однородные высокоупорядоченные кристаллические зоны кристаллиты, которые чередуются с неоднородными менее упорядоченными аморфными зонами . Первичная фибрилла представляет собой наименьшее надмолекулярное звено целлюлозы. Общепринятой в настоящее время является модель первичной фибриллы Денниса и Престона рис. Рисунок 2. Модель первичной элементарной фибриллы целлюлозы по Деннису и Престону а поперечное сечение, в центре кристаллическое ядро, вокруг аморфная зона б продольное сечение, сплошные линии обозначают макромолекулы целлюлозы. Пунктиры неглюкозные полимеры. Между первичными фибриллами в мнкрофибрилле находится лигнин и гемицеллюлоза. Микрофибриллы образуют кристаллы с различными параметрами кристаллической решетки,, при этом от типа упаковки кристалла зависят физические и, в особенности, химические свойства целлюлозы. Каждому типу целлюлозы с определенной кристаллической решеткой присвоены римские цифры. На рис. Рисунок 3. Взаимопревращения различных криссталических типов целлюлозы. Целлюлоза I это тип природной целлюлозы. Целлюлоза II получается из целлюлозы I двумя способами а переосаждением из растворителя в воду и б мерсеризацией в концентрированной щелочи. Целлюлоза III обратимо образуется после обработки ее раствором аммиака или некоторыми аминами. Целлюлозу IV можно получить нагреванием целлюлозы III до 0 С в глицерине . Природная целлюлоза I термодинамически менее стабильна, чем целлюлоза II, поэтому является более реакциопнеспособной. Наиболее реакциониоспособна целлюлоза III, так как имеет большую площадь поверхности и наименьшую степень кристалличности по сравнению с другими кристаллическими типами целлюлозы. Целлюлозные волокна характеризуются индексом степенью кристалличности. Эгог показатель отражаег плотность упаковки целлюлозы и соотношение аморфных и кристаллических участков в ее структуре. Индекс кристалличности ИК определяют рентгенографически метод основан на измерении дифракции рентгеновских лучей, по дифракции электронов, с помощью ИКспсктроскопии, ЯМР, по различию плотности целлюлозы в аморфных и кристаллических участках, путем адсорбции воды и йода, по скорости обмена ЕЬО, а также по скорости протекания различных реакций таких, как кислотный гидролиз, нерйодатное окисление, формилирование и т.