Экологические аспекты ферментативного гидролиза древесины ивы (Salix caprea) предобработанной паровым взрывом

• Автор: Приставка, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 130 с.

Оглавление

Введение
1. Литературный обзор
1.1. Целлюлазы и механизм ферментативного гидролиза целлюлозы
1.1.1 Источники получения целлюлолитических ферментов
1Л .2. Классификация целлюлолитических ферментов и структура
целлюлазного комплекса
1.1.3. Молекулярные механизмы действия целлюлаз
1 Л.4. Нейтральные и щелочные эндоглюканазы
1.2. Лигниназный комплекс и роль лакказ в разложении лигнина
1.3. Предобработка лигноцеллюлозного субстрата паровым взрывом
2. Материалы и методы
2.1. Характеристика субстрата и ферментных препаратов
2.2. Ферментативный гидролиз субстрата
2.2.1. Определение оптимального соотношения ферментных препаратов «целловиридин ГЗх» и «пектофоетидин ГЗх» для достижения синергизма при ферментативном
гидролизе субстрата
2.2.2. Определение оптимальных условий проведения ферментатитивного гидролиза
2.2.3. Методы определения степени ингибирования и инактивации фермента продуктами реакции
2.2.4. Методы гидролиза с подпиткой свежим субстратом: регенерация адсорбированного фермента
2.2.5. Регенерация ферментативной активности из гидролизата и выделение компонентов с пониженной степенью адсорбции
2.3. Биохимические методы исследования
2.3.1. Анализ состава ферментных комплексов, отличающихся по

степени адсорбции на лигноцеллюлозе, с помощью
электрофореза
2.3.2. Методы определения активности ферментов
2.3.3. Определение концентрации и состава сахаров
2.4. Культивирование микроорганизмов на гидролизатах ивы
2.5. Скрининг микроорганизмов - продуцентов нейтральных
и щелочных ферментов: эндоглюканаз и лакказ
2.6. Исследование термо- и рН-стабильности неочищенных
эндоглюканаз из различных природных источников
2.7. Ионообменная хроматография культуральной жидкости
Pénicillium sp. штамм
2.8. Статистическая обработка экспериментальных данных
3. Результаты и обсуждение
3.1. Ферментативный гидролиз древесины ивы, предобработанной паровым взрывом: требования к составу целлюлазного комплекса
3.1.1. Гидролиз без предварительной водной отмывки субстрата в условиях высокой плотности субстрата и при отсутствии перемешивания
3.1.2. Снижение затрат фермента на единицу веса субстрата
регенерация фермента
3.1.2.1. Регенерация прочно связывающейся части ферментного комплекса путем периодической подгрузки предобработанной древесины в реактор без перемешивания, с высокой плотностью субстрата
3.1.2.2.Многократное использование слабосорбирующихся целлюлолитических ферментов
3.2. Рост микроорганизмов на гидролизатах и динамика потребления
глюкозы
3.3. Нейтральные и щелочные эндоглюканазы
3.3.1. Скрининг микроорганизмов - продуцентов нейтральных и
щелочных эндоглюканаз
3.3.2. Хроматографическое фракционирование белков культуральной жидкости Pénicillium sp. 4-6 на
ионообменнике DEAE-сферон
3.4. Зависимость ингибирования лакказ из различных источников
ионами С1 ' от условий pH. Эффект активации
Выводы
Список литературы

Более спорно участие в деградации лигнина лакказ (КФ 1.10.3.2), хотя она была первым ферментом, обнаруженным у базидиомицетов, вызывающих белую гниль древесины. Молекулярные массы лакказ в основном лежат в пределах 55-68 кДа (Niku-Paavola et al. 1988; Леонтьевский и Головлева, 1990; Гиндилисидр. 1988).
Лакказа - медьсодержащий фермент, катализирующий удаление электрона и водородного иона из фенольных ОН-групп лигнина и его модельных соединений с одновременным окислением 02 до воды, в результате чего образуется феноксильный радикал (Ander and Eriksson, 1978):
ОН ОН
окисленная восстановленная
Образовавшиеся радикалы могут претерпевать дальнейшие превращения, включая диспропорционирование и полимеризацию при взаимодействии радикалов:
Реакция полимеризации рассматривается обычно как способ детоксикации фенолов, образующихся при деградации лигнина (Fors et al., 1989).
Трансформация радикалов не ограничивается этими реакциями -возможно, также их деметилирование (Kirk and Shimada, 1985):