Изучение in silico особенностей и механизмов адсорбции целлюлазы из Aspergillus niger на синтетических полимерах - Марина Геннадьевна Холявка; Даниил Юрьевич Богомолов; Матвей Александрович Албет; Валерий Григорьевич Артюхов (Сорбционные и хроматографические процессы, 2022)
В настоящее время целлюлозно-бумажная промышленность основана преимущественно на химическом гидролизе целлюлозы, что приводит к высокой экологической нагрузке. Остроту проблемы можно уменьшить с помощью применения иммобилизованной целлюлазы. Кроме того, целлюлазы обладают способностью превращать лигноцеллюлозный материал в ферментируемые сахара, используемые в качестве субстратов для образования биотоплива.Предложен ряд ионообменных смол и волокон, а также производных хитозана для получения композиционных биокатализаторов на основе целлюлазы. Установлено, что синтетические ионообменные смолы АВ-17-2П, КУ-2, волокна ВИОН КН-1, ВИОН АН-1, а также карбоксиметилхитозан и сульфат хитозана могут применяться в качестве носителей для иммобилизации целлюлазы из Aspergillus niger (PDB ID: 5I77).Данные были получены методом молекулярного докинга в программе AutoDock Vina, проанализированы с помощью LigPlot, визуализация проводилась в программе Maestro 10.3. Вычисление параметров туннелей, пор и внутренних полостей осуществлялось при помощи программы MOLE.В результате исследования было установлено, что все исследуемые носители для иммобилизации связываются в области активного центра фермента, что может, с одной стороны, привести к его экранированию для субстрата, но, с другой стороны, может возникнуть эффект стабилизации пространственной структуры активного центра целлюлазы.После адсорбции на большинстве изученных нами носителей молекула целлюлазы приобретает более компактную структуру, о чем свидетельствует уменьшение количества туннелей или их полное отсутствие при образовании комплекса фермента с ВИОН АН-1 и сульфатом хитозана. Исключение составляет только КУ-2, иммобилизация на котором приводит к увеличению количества и длины туннелей в структуре энзима.Поры в молекуле целлюлазы как до, так и после иммобилизации, отсутствуют. Конфигурация и объем внутренних полостей при связывании целлюлазы с ионообменными материалами не изменяются, а при адсорбции на производных хитозана их объем уменьшается, причем после сорбции на сульфате хитозана одна из внутренних полостей исчезает.