ПОШУК АКТИВНИХ ПРОДУЦЕНТІВ ЕНДО-1,4-β-ГЛЮКАНАЗИ ДЛЯ БІОДЕСТРУКЦІЇ РОСЛИННИХ РЕШТОК

  • Чабанюк Я. В. Товариство з обмеженою відповідальністю «Інститут агробіології»
  • Бровко І. С. Товариство з обмеженою відповідальністю «Інститут агробіології»
  • Мельнікова І. О. Товариство з обмеженою відповідальністю «Інститут агробіології»
  • Спатару К. В. Товариство з обмеженою відповідальністю «Інститут агробіології»
Ключові слова: ендо-1,4-β-глюканаза, біопрепарати-деструктори целюлози, целюлолітична активність; переробка целюлозовмісної сировини, целюлаза, рослинні відходи

Анотація

Мета. Оцінити активність ендо-1,4-β-глюканази у ґрунтових мікроорганізмів Bacillus subtilis, Paenibacillus polymyxa, Chaetomium globosum та Trichoderma harzianum для потенційного їх використання як джерела ферменту в біотехнологічному виробництві та для створення біологічного препарату-деструктора рослинних решток. Методи. Лунковий метод, що базується на взаємодії барвника конго червоного з полісахаридом, який містить зв’язки β (1.4) або β (1.3) (використовували манітно-дріжджове середовище для глибинного культивування B. subtilis та P. polymyxa, кукурудзяно-мелясне — для C. globosum та T. harzianum), та спектрофотометричний метод, що базується на колориметричному визначенні оптичної густини розчину фериціаніду, надлишок якого залишається після реакції з редукуючими речовинами, наявними в культуральній рідині (мікроорганізми культивували на кукурудзяно-мелясному середовищі). Результати. Як за використання лункового, так і спектрофотометричного методів показано, що досліджувані штами мікроміцетів проявляють вищу активність ендо-1,4-β-глюканази, ніж штами бактерій. Активність ендо-1,4-β- глюканази мікроорганізмів становлять: B. subtilis eko/206 — 0,0499 IU/ml, T. harzianum eko/101 — 0,0667 IU/ml; C. globosum eko/108 — 0,0673 IU/ml. Середні діаметри зон просвітлення складають: для T. harzianum eko/101 — 27,00 мм; C. globosum eko 108 — 28,14 мм; B. subtilis eko/206 — 20,25 мм. Не виявлено ендоглюканазної активності у P. polymyxa eko/204. Висновки. У підсумку досліджень активності ендо-1,4-β-глюканази у штамів мікроорганізмів встановлено, що найвища ферментативна активність спостерігається у C. globosum eko/108 та T. harzianum eko/101, що свідчить про перспективність використання цих штамів для отримання ендо-1,4-β-глюканази біотехнологічним шляхом. Штам B. subtilis eko/206 хоч і має здатність продукувати целюлолітичні ферменти, проте їх кількість порівняно незначна, тому його використання як продуцента ендо-1,4-β-глюканази є менш доцільним. Штам P. polymyxa eko/204 не проявив ендоглюканазної активності.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Омельчук Є. О., Красінько В. О., Іванов О. О., Твердохліб І. О., Капічон А. П., Айзенберг В. Л., Стойко В. І. Скринінг продуцентів целюлолітичних ферментів серед мезофільних та термотолерантних мікроміцетів. Харч. пром-сть. 2010. № 9. С. 46–49.

Ткаченко Т. В., Євдокименко В. О., Каменських Д. С., Філоненко М. М., Вахрін В. В., Кашковський В. І. Переробка рослинних відходів різного походження. Наука та інновації. 2018. Т. 14. № 2. С. 51–66. https://doi.org/10.15407/ scin14.02.051

Державна служба статистики України / Економічна статистика / Економічна діяльність / Сільське, лісове та рибне господарство. Режим доступу: http://www.ukrstat.gov.ua/

Обращение с отходами агропромышленного комплекса: возможности для Украины (IFC). Публикации Всемирного банка. Киев, 2013. 28 с. Режим доступу: http://documents1.worldbank. org/curated/en/435711468128420455

Авдєєва Л. В., Хархота М. А., Хархота Г. В. Деструкція пожнивних рослинних залишків штамами Bacillus subtilis IМВ В-7516 і B. licheniformis IМВ В-7515. Мікробіологічний журнал. 2016. Т. 78. № 2. С. 52–60.

Гелетуха Г. Г., Желєзна Т. А. Перспективи використання відходів сільського господарства для виробництва енергії в Україні. Біоенергетична асоціація України. Аналітична записка БАУ. 2014. № 7.

Голуб Н. Б., Жураховська Д. I. Культивування мікроорганізмів для одержання біоводню при анаеробному розкладі целюлози. Відновлювана енергетика. 2012. № 2. С. 81–87.

Невмержицька О. М., Васільєва Н. О., Нурмухаммедов А. К. Пошук мікроорганізмів для біодеградації целюлозовмісної сировини з 0,0499 0,0667 0,0673 0,0000 0,0100 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600 0,0700 0,0800 1 2 3 Активність, IU/ml вторинних ресурсів і відходів сільського господарства. Наукові праці інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків. 2013. Вип. 19. С. 90–92.

Lynd L. R., Weimer P. J., van Zyl W. H., & Pretorius I. S. Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology. Microbiology and molecular biology reviews: MMBR. 2002. № 66(3). С. 506–577. https://doi.org/10.1128/MMBR.66.3. 506-577.2002

Коваленко О. А., Болоховська В. А., Манзій В. В., Білко В. А. Деструктори стерні як складова екологічно чистих, енергоощадливих технологій. Теоретичні засади розвитку аграрної галузі на сучасному етапі та впровадження їх у виробництво: матеріали доповідей Міжнар. наук.- практ. конф. (м. Миколаїв, 24–26 листоп. 2015 р). Миколаїв : МНАУ, 2015. С. 112–115.

Домарацький Є. О., Домарацький О. О., Козлова О. П. Застосування біодеструкторів целюлози — елемент біологізації технології вирощування соняшнику: матеріали VІ Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції «Сучасне матеріалознавство та товарознавство: теорія, практика, освіта» (м. Полтава, 14–15 березня 2019 р.). Полтава, 2019. С. 247–255.

Панфілова А. В. Мікробіологічна активність ґрунту залежно від застосування біодеструктора стерні. Актуальні питання сільськогосподарської мікробіології. 2019. С.147.

Деркач С. М., М’ягка М. В., Волкогон В. В., Наконечна Л. Т., Дімова С. Б., Кравченко Н. О., Луценко Н. В. Морфолого-культуральні та фізіолого-біохімічні особливості штамів мікроміцетів, що входять до складу асоціації Trichoderma harzianum 128. Сільськогосподарська мікробіологія. 2018. Вип. 28. С. 17–26. https://doi.org/10.35868/1997-3004.28.17-26

Guoweia S., Man H., Shikai W., He C. Effect of some factors on production of cellulase by Trichoderma reesei HY07. Procedia Environ Sci. 2011. № 8. С. 357–361. https://doi.org/10.1016/ j.proenv.2011.10.056

Гамаюнова В. В., Коваленко О. А., Панфілова А. В., Болоховський В. В. Мікробіологічна активність ґрунту після ячменю ярого при використанні біодеструктора стерні. Наукові праці. Екологія : наук.-метод. журн. 2011. Т. 150. Вип. 138. С. 61–63.

Юр’єва О. М., Григанський А. П., Сирчін С. О., Наконечна Л. Т., Павличенко А. К., Курченко І. М. β-глюкозидази ендофітних і сапротрофних штамів Penicillium funiculosum. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2017. Т. 20. С. 261–265.

Лапська Ю. Ю., Омельчук Є. О., Пенчук Ю. М. Підбір оптимального складу поживного середовища та умов культивування Аspergillus sp. 262 — продуцента ферментів целюлолітичного комплексу. Наукові праці НУХТ. 2013. № 50. С. 36–40.

Йовенко А. С. Целюлозолітична активність гриба-антагоніста Chaetomium cochliodes, біоагента мікробного препарату Хетоміка. Сільськогосподарська мікробіологія. 2016. Вип. 24. С. 18–23. https://doi.org/10.35868/1997-3004.24. 18-23

AL-Kharousi M. M., Sivakumar N., Elshafie A. Characterization of cellulase enzyme produced by Chaetomium sp. isolated from books and archives. EurAsian J Biosci. 2015. № 9, P. 52–60. https://doi.org/10.5053/ejobios.2015.9.0.7

Gupta P., Samant K., Sahu A. Isolation of cellulose-degrading bacteria and determination of their cellulolytic potential. Int. J. Microbiol. 2012. P. 1–5. https://doi.org/10.1155/2012/578925

Liang Y.-L., Zhang Z., Wu M., Wu Y., Feng J.-X. Isolation, Screening, and Identification of Cellulolytic Bacteria from Natural Reserves in the Subtropical Region of China and Optimization of Cellulase Production by Paenibacillus terrae ME27- 1. BioMed Research International. 2014. P. 1–13. https://doi.org/10.1155/2014/512497

Борзова Н. В., Варбанець Л. Д. Целюлозодеградуючі системи мікроорганізмів: біосинтез, властивості та структурно-функціональні особливості. Biotechnology. 2009. Vol. 2, № 2. С. 23–41.

Зубов Д. В., Толченов А. А. Экспресс-методика контроля активности ферментного комплекса. Вестник СГТУ. 2012. № 2. С. 64.

Тодосійчук Т. С., Клечак І. Р., Дзигун Л. П., Григор’єва М. А. Загальна біотехнологія: Метод. вказівки до викон. лаб. робіт для студентів напряму 6.051401 Біотехнологія К. : НТУУ «КПІ». 2006. 56 с.

Imran M., Anwar Z., Irshad M., Asad M., Ashfaq H. Cellulase Production from Species of Fungi and Bacteria from Agricultural Wastes and Its Utilization in Industry: A Review. Advances in Enzyme Research. 2016. № 4. С. 44–55. doi: 10.4236/ aer.2016.42005

Дімова С. Б., Деркач С. М., Волкогон В. В. (2021). Активність ферментного целюлозолітичного комплексу та антагоністичні властивості Trichoderma harzianum 128. Сільськогосподарська мікробіологія. 2014. Вип 33. С. 13–24. https://doi.org/10.35868/1997-3004.33.13-24

Копилов Є. П., Патика В. П., Скуловатов О. В. Целюлозолітична активність ґрунтового гриба Сhaetomium globosum. Вісник Уманського національного університету садівництва. 2016. Вип 1. С. 27–30.

Deka D., Das S. P., Sahoo N., Das D., Jawed M., Goyal D., Goyal A. Enhanced Cellulase Production from Bacillus subtilis by Optimizing Physical Parameters for Bioethanol Production. International Scholarly Research Notices. 2013. https://doi.org/10.5402/2013/965310

Pandey S., Kushwah J., Tiwari R., Kumar R., Somvanshi V. S., Nain L., Saxena A. K. Cloning and expression of β-1,4-endoglucanase gene from Bacillus subtilis isolated from soil long term irrigated with effluents of paper and pulp mill, Microbiological Research. 2014. № 169. P. 693– 698. https://doi.org/10.1016/j.micres.2014.02.006


Переглядів анотації: 9
Завантажень PDF: 10
Опубліковано
2021-11-11
Як цитувати
Я. В. , Ч., І. С. , Б., І. О. , М., & К. В. , С. (2021). ПОШУК АКТИВНИХ ПРОДУЦЕНТІВ ЕНДО-1,4-β-ГЛЮКАНАЗИ ДЛЯ БІОДЕСТРУКЦІЇ РОСЛИННИХ РЕШТОК. Сільськогосподарська мікробіологія, 34, 15-22. https://doi.org/10.35868/1997-3004.34.15-22