Изучение механизма биокаталитической конверсии композитных растительных материалов карбогидразами

Целью предполагаемого проекта является развитие фундаментальных основ ферментативного гидролиза целлюлозосодержащих материалов комплексными и индивидуальными препаратами карбогидраз. Для реализации цели сформулированы задачи: 1. Характеристика каталитических свойств современных рекомбинантных ферментных препаратов карбогидраз, полученных на основе грибов родов Penicillium и Triсhoderma по отношению к сложным полисахаридным субстратам. 2. Анализ кинетики ферментативного гидролиза технических целлюлоз, полученных из хвойных и лиственных пород древесины. 3. Определение специфичной способности к разложению различных анатомических элементов клеточной стенки (слои P, S1, S2 и S3) при комплексном воздействии целлюлолитических и ксиланолитических ферментов. 4. Установление основных закономерностей механизма биомодификации технических целлюлоз, полученных сульфитным и сульфатным методами. Таким образом, в результате реализации проекта будет проведен скрининг карбогидраз по эффективности воздействия на сложный полимерный композит – растительный волокнистый субстрат. Ключевыми биотехнологическими направлениями использования карбогидраз применительно к целлюлозосодержащим материалам являются: глубокий гидролиз с получением раствора моносахаридов и последующим синтезом биоэтанола и других продуктов а также «мягкая» высокоселективная биомодификация. По первому направлению российскими и зарубежными учеными проводятся масштабные исследования (Gusakov, 2013, Ioelovich, 2015), но практическая реализация доступна только к отходам сельского хозяйства, сложная лигноуглеводная матрица древесных материалов до сих пор не нашла промышленного применения для производства биоэтанола нового поколения. Установление механизмов ферментативной конверсии новых субстратов, а именно технической целлюлозы, полученной щелочным методом, создаст основу для практической реализации данного процесса. Исследование биомодификации волокон технической целлюлозы направлено на поиск новых аспектов применения в существующих процессах переработки растительного сырья с получением новых продуктов с заданными свойствами.