Зазначено, що рослинна біомаса має величезний потенціал як сировина для виробництва біопалива, зокрема паливного етанолу. Основними складовими рослинної біомаси є глюкоза та п'ятивуглецевий цукор ксилоза. Дріжджі Saccharomyces cerevisiae, які використовуються для промислового виробництва етанолу з глюкози та сахарози, не здатні ферментувати ксилозу. Отже, аби забезпечити економічно вигідне перетворення рослинної біомаси до етанолу, потрібно знайти у природі або сконструювати мікроорганізм, здатний до підвищеної ферментації не лише глюкози, а і ксилози. Досягти активної ферментації ксилози можна, забезпечивши ефективність початкових етапів метаболізму цієї пентози, які визначають і ефективність алкогольної ферментації ксилози в цілому. Детально охарактеризовано ферменти, задіяні на початкових етапах метаболізму ксилози у дріжджів (ксилозоредуктаза, ксилітолдегідрогеназа та ксилулокіназа) і бактерій (ксилозоізомераза і ксилулокіназа), та показано шляхи конструювання штамів дріжджів, здатних до ефективного синтезу етанолу із ксилози.

Ідентифіковано структурні та регуляторні гени біосинтезу рибофлавіну (РФ) у флавіногенних дріжджів C. famata. Методом гомологічної/гетерологічної комплементації клоновано гени RIB1, RIB2, RIB5, RIB6 та RIB7 з банку генів C. famata, що кодують ГТФ-циклогідролазу II, 2,5-діаміно-4-окси-6-рибозиламінопіримідин-<$E5 prime>-фосфатредуктазу, 6,7-диметил-8-рибітиллюмазинсинтазу, 3,4-дигідрокси-2-бутанон-4-фосфатсинтазу та рибофлавінсинтазу, відповідно. За допомогою полімеразної ланцюгової реакції ізольовано та ідентифіковано ген RIB3 D. hansenii, що кодує 2,5-діаміно-4-окси-6-рибітиламінопіримідин-<$E5 prime>-фосфатдезаміназу. Показано, що <$Ealpha prime>-субодиниця казеїнкінази 2 опосередковано залучена у регуляцію біосинтезу РФ. За допомогою оптимізованого для C. famata методу інсерційного мутагенезу вперше ідентифіковано регуляторні гени позитивного типу дії, що контролюють флавіногенез у дріжджів C. famata: CfMET2 (гомосерин-О-ацетилтрансферазу) та CfSEF1 (потенційний транскрипційний фактор).

  Скачати повний текст

Індекс рубрикатора НБУВ: Е521.551.1 Sac*725.321.12 + Е521.551.1 Sac*440.171

Рубрики:

Endomycetales

Шифр НБУВ: РА345643 Пошук видання у каталогах НБУВ 

The stable riboflavin (RF) overproducers were isolated by means of amplification of the gene encoding positive regulator of RF synthesis into selected earlier C. famata flavinogenic strains. The medium components and cultivation conditions were optimized for maximal accumulation of product (RF).

The modified form of the xylose reductase (XR) of Pichia stipitis with decreased affinity toward NADPН(H+) was created via site-specific mutagenesis. Recombinant strain of P. stipitis overexpressing the mutated XR characterized by 1,3-fold increase in productivity of xylose alcoholic fermentation was constructed. The rates of alcoholic fermentation of hydrolyzates of wheat bran and sawdust were also improved.

До недавнего времени никто не рассматривал метилотрофные дрожжи как потенциальный продуцент биотоплива, в частности биоэтанола, из гидролизатов лигноцеллюлозы. Десять лет назад опубликована первая работа, раскрывающая способность термотолерантных метилотрофных дрожжей Hansenula polymorpha сбраживать один из основных сахаров лигноцеллюлозы - ксилозу, что сделало эти дрожжи перспективным организмом для проведения высокотемпературной алкогольной ферментации. Такая особенность дрожжей Н. polymorpha может быть использована при реализации потенциально эффективного процесса одновременного осахаривания и ферментации (ООФ) сырья. ООФ позволяет соединить ферментативный гидролиз сырья с конверсией образующихся сахаров в этанол: ферменты гидролизируют полисахариды до мономерных сахаров, которые немедленно потребляются микроорганизмами - продуцентами этанола. Однако эффективность алкогольной ферментации дикими штаммами Н. polymorpha основных сахаров - продуктов гидролиза лигноцеллюлозного сырья, и особенно ксилозы, требует значительного улучшения. В настоящем обзоре изложены основные результаты в области метаболической инженерии Н. polymorpha для конструирования продуцентов этанола из ксилозы, крахмала, ксилана и глицерина, а также штаммов с повышенной толерантностью к высокой температуре и этанолу.

Зазначено, ген ARO4 кодує 3-дезокси-D-арабіногептуросонат-7-фосфатсинтазу (ДАГФ-синтазу), що каталізує перший етап шляху біосинтезу ароматичних амінокислот у прокаріотів, рослин і грибів. Описано успішне застосування модифікованого гена ARO4m, що кодує ДАГФ-синтазу, нечутливу до ретроінгібування тирозином для селекції трансформантів дріжджів Candida famata і Hansenula polymorpha, резистентних до DL-4-фторфенілаланіну. Інтегративна плазміда з цим маркером забезпечувала частоту трансформації до 50 трансформантів/мкг ДНК для обох видів дріжджів.

Одержано рекомбінантні штами (РШ) флавіногенних дріжджів Candida famata, трансформовані фрагментом ДНК, що містить ген FMN1 (кодує рибофлавінкіназу (РФК) - фермент, який каталізує фосфорилювання рибофлавіну до флавінмононуклеотиду (ФМН)) під контролем сильних промоторів (регульованого RIB1 або конститутивного TEF1). Досліджено активність РФК у трансформантів. Виявлено зростання в 6 - 8 разів РФК активності у штамів, що містили інтегрований у геном ген FMN1 Debaryomyces hansenii під контролем сильного конститутивного промотора TEF1. Одержані РШ є придатними для конструювання надсинтетиків ФМН.

Протеїнкіназа СК2 (СК2) - висококонсервативна серин-треонінова протеїнкіназа, що зустрічається в усіх еукаріотичних організмах. СК2 була однією з перших досліджених протеїнкіназ, однак біологічну роль її і дотепер охарактеризовано недостатньо. Значення цього ферменту для забезпечення гомеостазу клітини важко переоцінити: на сьогодні описано понад 300 субстратів для СК2. Показано участь CK2 в регуляції транскрипції, клітинного циклу, контролю клітинного росту, морфогенезу та інших важливих процесів. Цікаво, що амінокислотна послідовність СК2 у різних організмів характеризується високим консерватизмом. В огляді описано основні властивості холоферменту, охарактеризовані окремі субодиниці СК2 та виявлено їх локалізацію у клітині. На прикладі дріжджової казеїнкінази здійснено спробу узагальнити дані літератури та результати власних досліджень щодо впливу ферменту на флокуляцію, полярність/поляризацію, клітинний поділ дріжджової клітини, транспортування іонів заліза, а також уперше розглянуто можливий вплив СК2 на регуляцію біосинтезу рибофлавіну.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е521.551.1Sac*441.221

Рубрики:

Saccharomycetaceae Сахароміцетові та інші групи дріжджів

Шифр НБУВ: Ж21341/а Пошук видання у каталогах НБУВ 

На підставі аналізу загальної, спеціальної, науково-методичної літератури розкрито сучасний стан і проблеми здоров'я студентів, організації та проведення занять із фізичної культури. Встановлено, що, за різними даними літературних джерел, від 5 до 35 % студентів за станом здоров'я входять до спеціальних медичних груп. На підставі дослідження на базі Кременецької обласної гуманітарно-педагогічної академії ім. Тараса Шевченка у 2014 - 2015 н. р. установлено, що в спеціальній медичній групі кількість осіб становила 14,4 % від загальної чисельності студентів. Найбільш поширеними є захворювання серцево-судинної системи (33,3 %), а діагнозом - вегетосудинна дистонія та захворювання опорно-рухового апарату (36,7 %).

Recombinant Hansenula polymorpha strain overexpressing both GSH2 gene, encoding gamma-glutamylcysteine synthetase, and MET4 gene, coding for transcription activator of genes involved in cysteine biosynthesis (precursor of glutathione) was obtained applying metabolic engineering approaches. Constructed recombinant strain was characterized by significantly increased glutathione production as compared to the wild type strain in laboratory conditions. Conditions for efficient glutathione production by recombinant H. polymorpha strain were optimized. A semiindustrial model for glutathione production using constructed H. polymorpha overproducer was developed.

Видання присвячене 95-річчю Національної академії наук України, 115-річчю Національного університету біоресурсів та природокористування України і 15-й річниці заснування Всесвітньої конфедерації Асоціації вищих навчальних закладів наук про життя та довкілля (GCHERA). Висвітлено результати наукових досліджень і досвід підприємств України та ЄС, наведено інноваційні розробки зі створення енергетичних культур, новітніх біотехнологій і об'єктів альтернативної енергетики. Проаналізовано фундаментальні аспекти інтродукції, селекції та біотехнології рослин для енергоконверсії. Розкрито технологічні аспекти біологічної трансформації енергетичної сировини. Охарактеризовано процеси в інженерії виробництва та умови використання біопалив. Здійснено огляд нормативно-правового забезпечення розвитку біоенергетики в Україні.

На основі інерційного штаму <35>4.6 сконструйовано мутант S. stipitis з комплементацією гена TMI1. Встановлено, що даний штам під час алкогольної ферментації глюкози або ксилози синтезує таку ж кількість етанолу, як штам дикого типу і менше, ніж інcерційний штам <35>4.6. Це свідчить про те, що ген TMI1 є прямим або опосередкованим фактором регуляції метаболізму й алкогольної ферментації ксилози та глюкози.

Антибіотик розеофлавін і його біосинтетичний попередник амінорибоіфлавін (АФ) продукуються грампозитивними бактеріями Streptomyces davawensis і Streptomyces cinnabarinus. Особливо цікавим є АФ, оскільки він проявляє виражену антибіотичну дію щодо грампозитивних бактерій Staphyloccus aureus, Bacillus subtilis, Bacillus cereus та Micrococcus luteus і водночас не є токсичним для культур клітин ссавців. Одержання АФ у промислових масштабах шляхом конструювання мікробіних надпродуцентів цього антибіотика має велику науково-практичну цінність. Для конструювання надпродуцентів АФ як вихідні організми доцільно використовувати наявні надпродуценти флавінмононуклеотиду (ФМН) та рибофлавіну (РФ), оскільки синтез АФ у клітині відбувається із ФМН, який, у свою чергу, утворюється із РФ. Мета роботи - досягнення гетерологічної експресії ключового гена синтезу АФ rosB, що кодує 8-диметил-8-амінорибофлавін-5'-фосфатсинтетазу у штаму дріжджів Candida fаmata AF-4, що є надпродуцентом РФ. Для досягнення високого рівня експресії ген rosB було введено в геном реципієнта у складі плазміни під контролем сильного конститутивного промотора гена TEF1 Debaryomyces hansenii, що кодує фактор елонгації трансляції. Одержані трансформанти штаму AF4 стабілізували, а наявність касети експресії гена rosB в геномі реципієнта було підтверджено за допомогою ПЛР. Використаний підхід надає змогу експресувати гени біосинтезу АФ та розеофлавіну S. davawensis у дріжджових надпродуцентів РФ/ФМН C. famata з метою конструювання надсинтетиків цих антибіотиків.

Дослідження присвячено конструюванню дріжджових штамів надпродуцентів рибофлавіну, а також етанолу першого та другого поколінь. Розроблено репортерну систему для флавіногенних дріжджів С. famata, додаткові домінантні селективні маркери, гени ARO4 та IMNЗ, ідентифіковано сильний промотор гена TEF1. Ідентифіковано за допомогою інсерційного мутагенезу транскрипційний фактор Sef1, залучений у позитивну регуляцію синтезу вітаміну В₂, що визначає стабільність промислового продуцента рибофлавіну за ознакою надсинтез цього вітаміну, штаму dep8 дріжджів С. famata. Забезпечено нагромадження 16 г/л вітаміну В₂ рекомбінантними штамами C.famata шляхом посилення експресії регуляторного Sef1 та структурних генів RIBI та RIB7 біосинтезу рибофлавіну, оптимізації складу середовища та умов культивування в лабораторному ферментері. Для отримання поліпшених продуцентів етанолу першого покоління на основі дріжджів S. cerevisiae посилено експресію гена РНO8 та селекціоновано мутанти, резистентні до антиметаболітів та інгібіторів вуглецевого катаболізму. Для другого покоління - сконструйовано рекомбінантні штами дріжджів P. stipitis та H. polymorpha з підвищеною продукцією етанолу за ферментації ксилози. Відібрано мутанти Н. polymorpha, що продукували близько 10 г/л етанолу під час алкогольної ферментації ксилози за 45 °С в процесі дерепресії ксилозоредуктази, ксилітолдегідрогенази та ксилулокінази та селекції штамів, резистентних до бромпірувату. Встановлено, що делеція генів ATG13 та САТ8 підвищує продукцію етанолу за ферментації ксилози. Виявлено, що пероксисомні ферменти дигідроксиацетонсинтаза та трансальдолаза залучені в процес алкогольної ферментації ксилози у Н. polymorpha, а дерепресія відповідних генів приводить до зростання продукції етанолу до 12 г/л.