Abstract: Биокатализаторы с активностью липазы (БКЛ) были приготовлены путем адсорбционной иммобилизации рекомбинантной липазы (rPichia/lip) из термофильных микроскопических грибов Тhermomyces lanuginosus, продуцируемой генно-инженерным штаммом метилотрофных дрожжей Komagataella phaffii (Pichia pastoris). В качестве адсорбентов использовали различные по физико-химическим свойствам носители: мезопористый гидрофильный силикагель (SiO2) и макропористый гидрофобный аэрогель (МУА). Ферментативная активность, субстратная специфичность и операционная стабильность БКЛ были исследованы в реакции этерификации жирных насыщенных кислот и алифатических спиртов с количеством атомов углерода в молекуле от 2 до 18. Были составлены матрицы относительных активностей для более 60 пар субстратов – кислоты и спирта, путем сравнения скоростей реакции этерификации в идентичных условиях, что позволило выявить различия в специфичности БКЛ в зависимости от химической природы носителя. Было обнаружено, что для обоих типов биокатализаторов, “rPichia/lip на SiO2” (PLSi) и “rPichia/lip на МУА” (PLC) максимальная скорость реакции наблюдалась при этерификации гептановой кислоты (С7) бутиловым спиртом (С4). В одинаковых условиях синтеза сложных эфиров (20 ± 2°C, 1 бар, органический растворитель – смесь гексана и диэтилового эфира), в том числе, бутилгептаноата, rPichia/lip, адсорбированная на силикагеле, проявляла на порядок меньшую активность, чем липаза, адсорбированная на углеродном аэрогеле. Каталитические константы, равные соответственно 3.7 c–1 и 1.1 × 102 c–1, различались в 30 раз. Было обнаружено, что эфиры короткоцепочечных жирных кислот C4–C7 и этилового спирта синтезировались в 2–3 раза быстрее с помощью гидрофобного БКЛ типа PLC, чем с участием гидрофильного БКЛ типа PLSi. В то же время, эфиры высокомолекулярных С9, С10, С18 кислот и С8–С16 спиртов, обладающих выраженной гидрофобностью, синтезировались в 1.5–2 раза быстрее с участием БКЛ типа PLSi. Операционная стабильность приготовленных биокатализаторов была достаточно высокой: приготовленные БКЛ сохраняли 82–99% первоначальной активности после проведения более 30 реакционных циклов, при этом продолжительность каждого цикла до достижения конверсии кислоты выше 85% составила несколько часов (4–6 ч).

Cite: Коваленко Г.А. , Перминова Л.В. , Беклемишев А.Б. , Пыхтина М.В. , Холявка М.Г. , Бучельникова В.А. , Артюхов В.Г.
Модуляция каталитических свойств иммобилизованной рекомбинантной липазы из Тhermomyces lanuginosus в реакции этерификации путем выбора адсорбента
Прикладная биохимия и микробиология. 2022. Т.58. №5. С.446-458. DOI: 10.31857/S0555109922050099 РИНЦ

Translated: Kovalenko G.A. , Perminova L.V. , Beklemishev A.B. , Pykhtina M.B. , Holyavka M.G. , Buchelnikova V.A. , Artyukhov V.G.
Modulation of the Catalytic Properties of Immobilized Recombinant Lipase from Thermomyces lanuginosus in the Reaction of Esterification by the Selection of an Adsorbent
Applied Biochemistry and Microbiology. 2022. V.58. N5. P.540–550. DOI: 10.1134/S000368382205009X WOS Scopus РИНЦ AN OpenAlex

Dates:

Submitted:	Jan 30, 2022
Accepted:	Apr 26, 2022
Published print:	Oct 1, 2022

Identifiers:

Elibrary:

49212071

Citing:

DB	Citing
Elibrary	4

Altmetrics: