Воронеж, Воронежская область, Россия
Определены значения аффинностей связывания инулиназы с носителями для иммобилизации - фрагментами матриц ионообменных смол КУ-2 и АВ-17-2П. Исследованы условия и механизмы иммобилизации: в расчетных данных при формировании комплекса инулиназы с матрицей смолы КУ-2 значительную роль играют ван-дер-ваальсовы взаимодействия и водородные связи, анионит АВ-17-2П не образует с инулиназой водородных связей, а формирует только ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Установлено, что, несмотря на значительное совпадение аминокислотных остатков в контактной области комплекса фермент-носитель, которое для катионита КУ-2 составляет 60 % от общего числа аминокислот, участвующих в формировании связей при иммобилизации, а для анионита - 47 % от их числа, механизмы процесса адсорбции инулиназы на матрицах положительно и отрицательно заряженных лигандов существенно отличаются друг от друга.
компьютерное моделирование, инулиназа, иммобилизация, молекулярный докинг, КУ-2, АВ-17-2П
1. Letca D., Hemmerling C., Walter M., Wullbrandt D., Buchholz K. Immobilization of recombinat inulase II from a genetically modified Escherichia coli strain. Roum. Biotechnol. Lett., 2004, vol. 9, no. 5, pp. 1879-1886.
2. Makino Y., Lima P.S., Filho F.M., Rodrigues M.I. Adsorption of the inulinase from Kluyveromyces marxianus NRRL Y-7571 on Streamline DEAE resin. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 2005, vol. 22, no. 4, pp. 539-545.
3. Barranco-Florido E., Garcia-Garibay M., Gomez-Ruiz L., Azaola A. Immobilization system of Kluyveromyces marxianus cell in barium alginate for inulin hydrolysis. Process Biochemistry, 2001, vol. 37, no. 5, pp. 513-519.
4. Kalil S.J., Maugeri F., Rodrigues M.I. Ion exchange expanded bed chromatography for the purification of an extracelular inulinase from Kluyveromyces marxianus. Process Biochemistry, 2005, vol. 40, pp. 581-586.
5. Singh R.S., Dhaliwal R., Puri M. Production of high fructose syrup from Asparagus inulin using immobilized exoinulinase from Kluyveromyces marxianus YS-1. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 2007, vol. 34, no. 10, pp. 649-655.
6. Manso J., Mena M.A., Yanez-Sedeno P., Pingarron J.M. Bienzyme amperometric biosensor using gold nanoparticle-modified electrodes for the determination of inulin in foods. Anal. Biochem., 2008, vol. 375, no. 2, pp. 345-353.
7. Trytek M., Fiedurek J., Podkościelna B., Gawdzik B., Skowronek M. An efficient method for the immobilization of inulinase using new types of polymers containing epoxy groups. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 2015, vol. 42, no. 7, pp. 985-996.
8. Mohamed T.M., El-Souod S.M., Ali E.M., El-Badry M.O., El-Keiy M.M., Aly A.S. Immobilization and characterization of inulinase from Ulocladium atrum on nonwoven fabrics. J. Biosci., 2014, vol. 39, no. 5, pp. 785-794.
9. Garlet T.B., Weber C.T., Klaic R., Foletto E.L., Jahn S.L., Mazutti M.A., Kuhn R.C. Carbon nanotubes as supports for inulinase immobilization. Molecules, 2014, vol. 19, no. 9, pp. 14615-14624.
10. Altunbas C., Uygun M., Uygun D.A., Akgol S., Denizli A. Immobilization of inulinase on concanavalin A- attached super macroporous cryogel for production of high-fructose syrup. Appl. Biochem. Biotechnol., 2013, vol. 170, no. 8, pp. 1909-1921.
11. de Oliveira Kuhn G., Rosa C.D., Silva M.F., Treichel H., de Oliveira D., Oliveira J.V. Synthesis of fructooligosaccharides from Aspergillus niger commercial inulinase immobilized in montmorillonite pretreated in pressurized propane and LPG. Appl Biochem Biotechnol., 2013, vol. 169, no. 3, pp. 750-760.
12. Santa G.L., Bernardino S.M., Magalhaes S., Mendes V., Marques M.P., Fonseca L.P., Fernandes P. From inulin to fructose syrups using sol-gel immobilized inulinase. Appl. Biochem. Biotechnol., 2011, vol. 165, no. 1, pp. 1-12.
13. Kovaleva T.A., Kholyavka M.G., Takha A.S. Study on a few characteristics on immobilized inulinase from Kluyveromyces marxianus as a perspective catalyst for inulin hydrolysis. Biotechnology in Russia, 2009, no. 2, pp. 73-80.
14. Kovaleva T.A., Holyavka M.G., Bogdanova S.S. Inulinase immobilization on macroporous anion-exchange resins by different methods. Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2009, vol. 148, no. 1, pp. 39-41.
15. Pouyez J., Mayard A., Vandamme A.M., Roussel G., Perpete E.A., Wouters J., Housen I., Michaux C. First crystal structure of an endo-inulinase, INU2, from Aspergillus ficuum: discovery of an extra-pocket in the catalytic domain responsible for its endo-activity. Biochimie, 2012, vol. 94, pp. 2423-2430.
16. Kovaleva T.A., Kholyavka M.G., Takha A.S. Development of a heterogenous biocatalyst on the basis of immobilized inulinase preparation from Kluyveromyces marxianus. Biotechnology in Russia, 2007, no. 3, pp. 106-116.
17. Holyavka M.G., Kovaleva T.A., Grechkina M.V., Ostankova I.V., Artyukhov V.G. Inulinases from various producers: the features of their permolecular organization. Applied Biochemistry and Microbiology, 2014, vol. 50, no. 1, pp. 10-16.
18. Kholyavka M.G., Kovaleva T.A., Khrupina E.A., Volkova S.A., Artyukhov V.G. design of a heterogeneous enzymatic preparation on the basis of immobilized inulinase from Helianthus tuberosus. Biotechnology in Russia, 2012, no. 6, pp. 31-41.
19. Lowry О.H., Rosebrough N.J., Faar A.L., Randall R.J. Protein measurement with folin-phenol reagent. J. Biol. Chem., 1951, vol. 193, pp. 265-275.
20. Holyavka M.G., Kovaleva T.A., Karpov S.I., Seredin P.V., Artyukhov V.G. Investigation of mechanisms of interaction between inulinase from Kluyveromyces marxianus and the matrices of ion-exchange resins and fiber. Biophysics, 2014, vol. 59, no. 2, pp. 222-228.
