The object of research, development or design (in Russian) : Бактериальные β-галактозидазы

The object of research, development or design (in Kazakh) : Бактериялық β-галактозидазалар

Aim of work (in Russian) : Лактоза гидролизі үшін рекомбинантты бактериялық β-галактозидазаларды алу және пребиотикалық әсер ететін галактоолигосахаридтердің түзілуіндегі трансгликозилденуді зерттеу

Aim of work (in Kazakh) : Получение рекомбинантных бактериальных β-галактозидаз, изучении их биохимических свойств в гидролизе лактозы и трансгликозилирования в образовании пребиотических галактоолигосахаридов.

Методы исследования (на русском) : Микробиология, молекулярная биология, биохимия

Методы исследования (на казахском) : Микробиология, молекулалық биология, биохимия

Obtained results and novelty (in Russian) : Рекомбинантные β-галактозидазы пяти штаммов (Lactobacillus helveticus, L. fermentum, L. brevis, L. delbrueckii subsp. bulgaricus и Streptococcus thermophilus) были успешно экспрессированы в клетках E. coli и очищены. Концентрация очищенных ферментов варьировала от 3,27 до 7,65 мг/мл. Гидролазная активность определялась в широком диапазоне pH (3–11) и температур (20–70 °C). Оптимальные условия гидролиза для большинства ферментов соответствовали pH 5,5–9,0 и температуре 35–60 °C. Все ферменты проявили активность в отношении лактозы и o-нитрофенил-β-D-галактопиранозида, но не гидролизовали лактулозу, мальтозу и сахарозу. При определении кинетических параметров (KM, Vmax, kcat) установлено, что β-галактозидазы из L. delbrueckii subsp. bulgaricus и S. thermophilus обладают наибольшей каталитической эффективностью. Выход галактоолигосахаридов зависел от pH, температуры, концентрации лактозы и активности фермента, составляя от 3 до 10 %. Наибольшей трансгликозилазной активностью обладали β-галактозидазы из L. delbrueckii subsp. bulgaricus (36 ед./мг) и S. thermophilus (98,7 ед./мг). Анализ продуктов методом тонкослойной хроматографии показал образование галактоолигосахаридов со степенью полимеризации до 7, преимущественно 3 и 4-меров. Максимальная степень конверсии лактозы в ГОС достигала 35 % при использовании фермента из L. delbrueckii subsp. bulgaricus, что позволяет рассматривать его как перспективный биокатализатор для синтеза функциональных олигосахаридов.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Бес штаммның (Lactobacillus helveticus, L. fermentum, L. brevis, L. delbrueckii subsp. bulgaricus және Streptococcus thermophilus) рекомбинантты β-галактозидазалары E. coli жасушаларында экспрессияланды және тазартылды. Ферменттердің концентрациясы 3,27-ден 7,65 мг/мл-ге дейін өзгерді. Гидролазалық белсенділік рН (3-11) және температураның (20-70 °С) кең диапазонында анықталды. Ферменттердің көпшілігі үшін гидролиздің оңтайлы шарттары рН 5,5-9,0 және 35-60 °С температураға сәйкес келді. Барлық ферменттер лактоза мен ОНФГ қатысты белсенділік көрсетті, бірақ лактулоза, мальтоза және сахарозаны гидролиздемеді. Кинетикалық параметрлерді анықтау кезінде (KM, Vmax, kcat) L. delbrueckii subsp. bulgaricus және S. thermophilus β-галактозидазалары ең жоғары каталитикалық тиімділікке ие екендігі анықталды. Галактоолигосахаридтердің шығымы рН, температура, лактоза концентрациясы және ферменттің белсенділігіне байланысты 3-тен 10%-ға дейін болды. Ең жоғары трансгликозилазалық белсенділікке L. delbrueckii subsp. bulgaricus (36 бірл./мг) және S. thermophilus (98,7 бірл./мг) β-галактозидазалары ие болды. Өнімдерді жұқа қабатты хроматография әдісімен талдау полимерлену дәрежесі 7-ге дейін, негізінен 3 және 4-мер болатын галактоолигосахаридтердің түзілгенін көрсетті. L. delbrueckii subsp. bulgaricus ферменті ГОС-та лактоза конверсиясының максималды дәрежесі 35%-ға жетті, бұл оны функционалды олигосахаридтерді синтездеу үшін перспективалы биокатализатор ретінде қарастыруға мүмкіндік береді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Получены 5 бактериальных рекомбинантных β-галактозидаз с лактазной (гидролазной) и трансгликозилазной активностью

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Лактазалық (гидролазалық) және трансгликозилазалық белсенділігі бар 5 бактериялық рекомбинантты β-галактозидаза алынды

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілген жоқ

Efficiency (in Russian) : Получены высокоэффективные бактериальные рекомбинантные бета-галактозидазы с лактазной (гидролазной) и трансгликозилазной активностью

Efficiency (in Kazakh) : Лактазалық (гидролазалық) және трансгликозилазалық белсенділігі бар жоғары тиімді бактериялық рекомбинантты бета-галактозидазалар алынды

Field of application (in Russian) : Биотехнология

Field of application (in Kazakh) : Биотехнология