ИСТИНА

Ферменты с повышенной термостабильностью для использования в кормовой и пищевой промышленности Зоров И.Н.1,2, Рожкова А.М.1,2, Доценко А.С.1, Короткова О.Г.1, Денисенко Ю. А.1, Синицын А.П. 1,2 1 Федеральный Исследовательский Центр «Фундаментальные Основы Биотехно-логий» Российской академии наук, Москва, Российская Федерация, 2 Химический факультет, Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, Российская Федерация. e-mail: inzorov@mail.ru В современном мире развитие животноводства и птицеводства неразделимо связано с внедрением методов интенсивного производства продукции с использованием последних достижений биотехнологии. Затраты на корма составляют около 2/3 всех затрат при производстве продукции птицеводства и животноводства, поэтому оптимизация состава кормов, повышение степени конверсии корма в организме животных позволяет сократить себестоимость при одновременном увеличении объема и качества готовой продукции. Основными компонентами комбикормов «европейской» диеты является зерно злаковых, как источник углеводов, зернобобовые и шроты – как источники белка и жиров. Как известно, зерно, являющееся основой любых комбикормов, содержит набор некрахмальных полисахаридов (НПС), которые являются антипитательным фактором и затрудняют процесс переваривания комбикорма. Важнейшими НПС злаков являются β-глюкан и ксилан. Именно вязкие растворы β-глюканов и арабиноксиланов, не гидролизуемых в желудочно-кишечном тракте, являются основным источником проблем при скармливании ячменя и ржи, и, отчасти, пшеницы (в зависимости от ее вязкости). Поэтому одной из основных составляющих производства современных комбикормов является использование в ре-цептурах ферментных препаратов целлюлаз (преимущественно, b-глюканаз) и ксиланаз для коррекции антипитательных факторов и улучшения усвояемости компонентов кормов. В состав зернобобовых и шротов входят такие антипитательные компоненты, как галактоолигосахариды – стахиоза и раффиноза, которые расщепляются под действием b-галактозидаз и инвертаз. Фосфаты, содержащиеся в растительном сырье в виде фитатов, высвобождается под действием фитаз. Другой, не менее важной, проблемой кормопроизводства является сохранение активности ферментных препаратов при прохождении процедуры грану-ляции корма при температурах до 90 оС, поэтому разработка кормовых ферментных препаратов с повышенной термостабильностью является актуальной задачей. Применение методологии предсказания аминокислотных замен позволило методами белковой инженерии получить набор целевых ферментов с повышенной термостабильностью и сохранением уровня каталитической активности. Так, замена S104M в ксиланазе Е из Penicillium canescens позволило увеличить Тm (точка плавления белка) на 3,1 оC, а температура полуинактивации фермента выросла при этом в 1,7 раза при 70 оС, а в многоточечном мутанте эндоглю-каназы (ЭГ-МЕ4), Тm гомогенного фермента было повышено на 6,6 оC. На основе высокопродуктивной экспрессионной системы грибов рода Penicillium были получены новые ферментные препараты c улучшенной операционной стабильностью. Показано, что термостабильность ферментных препа-ратов повышена в случае ксиланазы и эндоглюканазы в 2 раза при 90 оС, в случае фитазы в 6 раз. 1. Dotsenko A.S., Denisenko Yu.A., Rozhkova A.M., Zorov I.N., Korotkova O.G., Sinitsyn A.P. Enhancement of thermostability of GH10 xylanase E Penicillium canescens directed by ΔΔG calculations and structure analysis. // Enzyme Microb. Technol. – 2021. - Vol.152, 109938, doi.org/10.1016/j.enzmictec.2021.109938 2. Dotsenko A.S., Rozhkova A.M., Zorov I.N., Korotkova O.G, Sinitsyn A.P. / Enhancement of activity and thermostability of Aspergillus niger ATCC 10864 phytase A through rational design // BBRC – 2022. - Vol. 634, P. 55-61, doi.org/10.1016/j.bbrc.2022.10.010