DOI: https://doi.org/10.18524/2307-4663.2008.3(4).104961

КCИЛАНАЗИ МIКРООРГАНIЗМIВ

Л. Д. Варбанець, Н. В. Борзова

Анотація


У статті наведені дані щодо ксиланаз - ферментів, які беруть участь в розщепленні природних полісахаридів, зокрема ксиланів. Показано, що в залежності від походження, структура і хімічний склад ксиланів в значній мірі варіюють, що обумовлює участь в їх розщепленні, крім ксиланаз, і інших ферментів, таких як арабінофуранозідази, β-гл юкуронідази, естерази. Показано, що здатність продукувати ферменти, які деградують ксилан, притаманна грибам, актиноміцетам і еубактеріям. Ксиланази різного походження відрізняються фізико-хімічними властивостями, субстратною специфічністю. Показана можливість застосування ксиланаз у целюлозо-паперовій і харчовій промисловості, у виробництві хліба, напоїв, текстилю.


Ключові слова


ксиланази; мікроорганізми; субстратна специфічність; фізико-хімічні властивості; практичне застосування

Повний текст:

PDF

Пристатейна бібліографія ГОСТ


Родионова Н. А., Безбородов А. М. //Прикл. биохимия и микробиология. - 1997. - 33,5.- с. 469-489.

Н. А. Родионова, Н. В. Дубовая, Е. В. Энейская, Л. И. Мартинович, И. М. Грачева, А. М. Безбородов. Очистка и характеристика эндо-(1-4)-β-ксиланазы из Geotrichum candidum 3C //Прикл. биохимия и микробиология. - 2000. - 36, 5. С. 535-540.

В. И. Элисашвили. Биосинтез и свойства целлюлаз и ксиланаз высших базидиомицетов //Прикладная биохимия и микробиология. - 1993. - 29, 3. - С. 340-353.

Antonopoulos V. T., Hernandez M., Arias M. E., Mavrakos E., Ball A. S. The use of extracellular enzymes from Streptomyces albus for bleaching of eucalyptus Kraft pulp //Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2001. - 57. P. 92-97.

Archana A., Satyanarayana T. Xylanase production by thermophilic Bacillus licheniformis A99 in solid state fermentation //Enzyme Microbiol. Technol. - 1997. - 21. - P. 12-17.

Atkins E. D. T. Three dimentional structure, interactions and properties of xylans. In: Xylan and xylanases (Visser J., Beldman G., Someren M. A. K., Voragen A. G. J., Eds) 1992. Elsevier, Amsterdam, P. 21-39.

Ball A. S., McCarthy A. J. Production and properties of xylanases from actinomycetes//J. Appl. Bacteriol. - 1989. - 66. - P. 439-444.

Berebger J., Frixon C., Creuzet N., Bigliardi J. Production, purification and properties of thermostable xylanase from Clostridium stercorarium //Can. J. Microbiol. - 1985. - 31. - P. 635 - 643.

Biely P., Vranska M. Synthesis and hydrolysis of 1,3-β-xylosidic linkages by endo-1,4-β-xylanase of Cryptococcus albidus //Eur. J. Biochem. - 1983. - 129. - P. 645-651.

Carpita N. C. Structure and biogenesis of the cell walls of grasses //Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biology. - 1996 - 47. P. 445-476.

Coughlan M. P. Towards an understanding of the mechanism of action of maim chain hydrolyzing xylanases //In: Xylans and Xylanases (Visser J., Beldman G., Someren M. A. K., Voragen A. G. J., Eds.) 1992, Elsevier, Amsterdam. - P. 111-141.

Das N. N., Das S. C., Sarkar A. K., Mukherjee A. K. Lignin-xylan ester linkage in mesta fiber (Hibiscus cannabinus) //Carbohydr. Res. - 1984. - 129. - P. 197-207.

Dekker R. F. H., Richards G. N. Purification, properties and mode of action of hemicellulase- produced by Ceratocystis paradoxa //Carbohydr. Res. 1975. - 39. - P. 97-114.

Dekker R. F. H., Richards G. N. Hemicellulases: Their occurence, purification, properties and mode of action //Adv. Carbohydr. Chem. Biochem. 1976. - 32. P. 277-352.

Deshpande V., Lachke A., Mishra C., Keskar S., Rao M. Mode of action and properties of xylanase and β-xylosidase from Neurospora crassa //Biotechnol. Bioeng. - 1986. - 26. - P. 1832-1837.

Dey D., Hinge J., Shendye A., Rao M. Purification and properties of extracellular endoxylanases from an alcalophilic thermophilic Bacillus sp.//Can. J. Microbiol. 1992. - 38. - P. 436-442.

Elegir G., Szakas G., Jeffries T. W. Purification, characterization and substrate specificiries of multiple xylanases from Streptomyces sp. strain B-12-2 //Appl. Environ. microbiology. 1994. - 60, N7. - P. 2609-2615.

Ferreira-Filho E. X. The xylan degrading enzyme system. Brazilian J. Med. Biol. Res. - 1994. - 27. P. 1093-1109.

Funaguma T., Naito S., Morita M., Okumara M., Sigiura M/ hara A. Purification and some properties of xylanase from Penicillium herquei Banier and sartory // Agricult. Biol. Chem. - 1991. - 55. - P. 1163-1165.

Gessesse A. Purification and properties of two thermostable alkaline xylanases from an alcaliphilic Bacillus sp. //Appl. Environ. Microbiol. - 1998. - 64, N9. - P. 3533-3535.

Gielkens M. M. C., Gonzales-Candelas L., Sanchez-Torres P., van de Vondervoort P., de Graaff L. H., Visser J., Ramon D. The abfB gene encoding the major α-L-arabinofuranosidase of Aspergillus nidulans: Nucleotide sequence, regulation and construction of a disrupted strain//Microbiology. - 1999. - 145. - P. 735-741.

Gielkens M. M. C., Dekkers E., Visser J., de Graaff L. H. Arabinoxylan degradation by fungi: Characterization of the arabinoxylan-arabinofuranohydrolase encoding genes from Aspergillus niger and Aspergillus tubingensis //Curr. Geneet. 1999. - 31. - P. 22-29.

Gilbert M., Breuil C., Saddler J. N. Characterization of the enzymes present in the cellulase system of Thielavia terrestris 255B //Biores. Technol.1992. - 39. - P. 147-154.

de Graaff L. H., Visser J., van den Broeck H. C., Strozyk F., Kormelink F. J. M., Boonman J. C. Cloning, expression and use of acetylxylan esterases from fungal origin // Eur. Patent Application no. 0507369-A/7. - 1992.

Grajek W. Production of D-xylanases by thermophilic fungi using different methods of culture //Biotechnol. Lett. - 1987. - 9. - P. 353-356.

Haapala R., Linko S., Parkkinen E., Suominen P. Production of endo-1,4-β-glucanase and xylanase by Trichoderma reesei immobilized on polyurethane foam. Biotechnol. Tech. - 1994. - 8. - P. 401-406.

Haas H., Friedline E., Stoffler G., Redi B. Cloning and structural organization of a xylanase-encoding gene from Penicillium chrysogenum //Gene. - 1993. - 126. - P. 237-242.

Haltrich D., Nidetzky B., Kulbe K. D., Steiner W., Zupancic S. Production of fungal xylanases //Biores. Technol. 1996. - 58. - P. 137-161

Hessing J. G. M., van Rotterdam C., Verbakel J. M. A., Roza M., Maat J., van Gorcom R. F. M., van den Hondel C. A. J. J. Isolation and characterization of a 1,4-β-endoxylanase gene of Aspergillus awamori //Curr. Genet. - 1994. - 26. - P. 228-232.

Ito K., Ogassawara J., Sugimoto T., Ishikawa T. Purification and properties of acid stable xylanases from Aspergillus kawachi //Biosci. Biotechnol. Biochem. 1992. - 56. - P. 547-550.

Jose A., Gonsale P., Graaff L. H., de Visser J., Ramon D. Molecular cloning and expression in Sacharomycea cerevisiae of two Aspergillus nidulans xylanases genes//Appl. Environ. Microbiol. - 1996. - 62. - P. 2179-2182.

Kimura T., Kitamoto N., Kito Y., Karita S., Sakka K., Ohmiya K. Molecular cloning of xylanase gene xyn G1 from Aspergillus oryzae KBN616, a shoyu koji mold, and analysis of its expression//J. Ferment. Bioeng. - 1998. - 85. - P. 10-16.

Kinoshita K., Takano M., Koseki T., Ito K., Iwano K. Cloning of the xynNB gene encoding xylanase B from Aspergillus niger and its expression in Aspergillus kawachi//J. Ferment. Bioeng. - 1995. - 79. - P. 422-428.

Kormelink F. J. M., Searle-van Leeuwen M. J. F., Wood T. M., Voragen A. G. J. 1-4,β-DArabinoxylan arabinofuranohydrolase: a novel enzyme in the bioconversion of arabinoxylan// Appl. Microbiol. Biotechnol. - 1991. - 35. - P. 231-232.

Kulkarni N., Chauthaiwale J., Rao M. Characterization of the recombinant xylanases in Escherichia coli from an alkaliphilic thermophilic Bacillus sp. NCIM 59//Enzyme Microbiol. Technol. - 1995. - 17. - P. 972-976.

Kulkarni N., Shendye A., Rao M. Molecular and biotechnological aspects of xylanases //FEMS Microbiology Riviews. - 1999. - 23, N4. - P. 411-456.

Margolles-Clark E., Tenkanen M., Soederlund H., Penttila M. Acetylxylan esterase from Trichoderma reesei contains an active site serine residue and a cellulose-binding domain//Eur. J. Biochem. - 1996. - 237. - P. 553-560.

Marui M., Nakanishi K., Tsueneo Y. Immunological properties and constituent amino acids of three xylanases produced inductively from Streptomyces sp.// Agric. Biol. Chem. - 1985. - 23. - P. 60-66.

Merivuori H., Sands J. A., Montenecourt B. S. Effects of tunicamycin on secretion and enzymatic activities of cellulase from Trichoderma reesei//Appl. Microbiol. Biotechnol. 1985. - 23. P. 60-66.

Mishra C., Keskar S., Rao M. Production and properies of extracellular endoxylanases from Neurospora crassa//Appl. Environ. Microbiol. 1984. - 48. - P. 224-228.

Morales P., Madarro A., Perez-Gonsales J. A., Sendra J. M., Pinaga F., Flors A. Purification and characterization of alkaline xylanases from Bacillus polymyxa//Appl. Environ. Microbiology. - 1993. - 59, N5. - P. 1376-1382.

Nakamura S., Ishiguro Y., Wakabayashi K., Nakai R., Aono R., Horikoshi K. Purification and characterization of a thermophilic alkaline xylanase from thermoalkaliphilic Bacillus sp. strain TAR-1//J. Mol. Catal. B Biocatal. - 1995. - 1, N1. - P. 7-15.

Perez-Gonsalez J. A., van Peij N. N. M. E., Maccabe A. P. B. A., Ramon D., de Graaff L. H. Molecular cloning and transcriptional regulation of the Aspergillus nidulans xinD gene encoding a β-xylosidase// Appl. Environ. Microbiol. - 1998. - 64. - P. 1412-1419.

Petegem F. V., Collins T., Meuwis m-A., Gerday C., Feller G., Beeumen J. V. The structure of a cold-adapted family 8 xylanase at 1.3 A resolution//J. Biol. Chem., 2003. - 278, N9. P. 7531-7539.

Prabhu k. A., Maheshwari R. Biochemical properties of xylanases from a thermophilic fungus, Melanocarpus albomyces, and their action on plant cell walls

Reily P. J. Xylanases: Structure and Function//Basic Life Sci. - 1981. 18. - P. 111-129.

Rifaat H. M., Nagieb Z. A., Ahmed Y. M. Production of xylanases by Streptomyces species and their bleaching effect on rice straw pulp//Appl. Ecology and Environmental Research. - 2005. - 4, N1. - P. 151-160.

Scarlbert A., Monties B., Lallemend J. Y., Guittet E., Rolando S. Ether linkage between phenolic acids and lagnin fractions fron wheat straw//Phytochemistry. - 1985. - 24. - P. 1359-1362.

Stutzenberger F. J., Bodine A. B. Xylanase production by Thermomonospora curvata//J. Appl. Bacteriol. 1992. - 72. - P. 504-511.

Sunna A., Antranikian G. Xylanolytic enzymes from fungi and bacteria//Crit. Rev. Biotechnol. - 1997. - 17. P. 39-67.

Takenishi S., Tsujisaka Y. Structure of the oligosaccharides from the enzymic hydrolyzate of rice straw arabinoxylan by a xylanase of Aspergillus niger//Agric. Biol. Chem. - 1973. - 37. - P. 1385-1391.

Techapun C., Poosaran N., Watanabe M., Sasaki K. Thermostable and alkali-tolerant microbial cellulase-free xylanases produced from agricultural wastes and the properties required for use in pulp bleaching bioprocesses: a review// Process Biochemistry. - 2003. - 38. - P. 1327-1340.

Timell T. E. Wood hemicelluloses//Carbohydr. Chem. - 1965. - 20. - P. 409-483.

Tsukagoshi N., Kobayashi T., Kato. Regulation of the amylolytic and (hemi)-cellulolytic genes in aspergilli J. Gen. Appl. Microbiol. 2001. - 47, N1. P. 1-19.

Ujiie M., Roy C., Yaguchi M. Low-molecular weight xylanase from Trichoderma viride// Appl. Environ. Microbiol. - 1991. - 57. - P. 1860-1862.

Viikari L., Kantelinen A., Sundquist J., Linko M. Xylanases in bleaching: from idea to industry//FEMS Microbiol. Rev. 1994. - 13. P. 335-350.

Vries R. P., Michelsen B., Poulsen C. H., Kroon P. A., van den Heuvel J. P. T. W., Faulds C. B. H., Williamson G., van den Hombergh J. P., Visser J. The fae genes from Asper gillus niger and Aspergillus tubingensis encode ferulic acid esterases involved in degradation of complex cell wall polysaccharides//Appl. Environ. Microbiol. - 1997. - 63. - P. 4638-4644.

Vries R. P., Poulsen C. H., Madrid S., Visser J. aguA, the gene encoding an extracellular α-glucuronidase from Aspergillus tubingensis is specially induced on xylose and not on glucuronic acid//J. Bacteriol. - 1998. - 180. - P. 243-249.

Wong K. K. Y., Tan L. U. L., Saddler J. N., Yaguchi M. Purification of the third distinct xylanase from the xylanolytic system of Trichoderma harzianum//Can. J. Microbiol. - 1986. - 32. P. 570-574.

Wong K. K. Y., Tan L. U. L., Saddler J. N. Multuplicity of β-1,4-xylanases in microorganism: functions and applications//Microbiol Rev. 1988. - 52. P. 305-317.

Yoshino S., Oishi M., Moriyama R., Kato M., Tsukagoshi N. Two family G xylanase gene from Chaetomium gracile and their expression in Aspergillus nidulans//Curr. genet. - 1995. - 29. - P. 73-80.

Yoshioka H., Nagato N., Chavanich S., Nilubot N., Hayashida H. Purification and properties of thermostable xylanases from Talaromyces byssochlamydoides YH-50//Agric. Biol. Chem. 1981. - 45. P. 2425-2432.

Zamost B. L., Neilsen H. K., Starnes R. L. Thermostable enzymes for industrial application//J. Ind. microbiol. - 1991. - 8. - P. 71-82.




Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2076-0558 (Print); 2307-4663 (Online)

DOI 10.18524/2307-4663