Peculiarity of exoinulinase of a novel producer of citric acid from inulin - Melkumyan, I. E.; Hovhannisyan, R. S.; Khachaturyan, N. S.; Markosyan, L. S. (Հայաստանի ԳԱԱ «Գիտություն» հրատ.)
This paper presents the results of research of biochemical and physicochemical properties of extracellular inulinase synthesized by the new citric acid producer Aspergillus niger-1 (12000). A method for the isolation of extracellular homogeneous inulinase from the culture broth has been developed. It was revealed that this exoinulinase, possessing at the same time invertase activity (I/S=1.14), showed inulolytic activity and stability in a wide range of pH (3.0-7.0) and temperature (20-50 oC). The metal ions MnCl2, NaCl, MgSO4, CoCl2 partially increase, and FeCl3, ZnSO4, AgNO3 suppress or completely inhibit the catalytic activity of exoinulinase. The molecular weight is 63 kDa which is typical for inulinases produced by the strains belonging to the genus Asprgillus. Fructose and glucose, which are the end products of enzymatic hydrolysis of inulin, indicate the exo-type action of the studied exoinulinase, as well as the possibility of its application in biotechnology for the production of various products from inulin. The revealed properties of this exoinulinase are also important for the optimization of the processes of citric acid synthesis by Aspergillus niger-1 from inulin under varying conditions of the fermentation. Սույն աշխատանքում ներկայացված են կիտրոնաթթվի նոր արտադրիչ Aspergillus niger-1-ի արտաբջջային ինուլինազայի կենսաքիմիական և ֆիզիկաքիմիական հատկությունների հետազոտությունների արդյունքները: Մշակվել է միջավայրից արտաբջջային միատարր ինուլինազայի մեկուսացման եղանակ: Պարզվել է, որ նշված էկզոինուլինազը, որը միաժամանակ ինվերտազային ակտիվություն ունի (I / S=1.14), ցուցաբերում է ինուլինը տարրալուծող ակտիվություն ու կայունություն pH 3.0-7.0 և ջերմաստիճանի 20-500C պայմաններում: Նշված ցուցանիշների բարձրացումը կամ նվազեցումը ճնշում է ֆերմենտի գործունեությունը: Ցույց է տրվել, որ MnCL2, NaCl, MgSO4, CoCL2 մետաղների իոնները մասամբ խթանում են, իսկ FeCL3, ZnSO4, AgNO3-ը ճնշում կամ ամբողջովին արգելակում են ֆերմենտի կատալիտիկ ակտիվությունը: Մոլեկուլային զանգվածը` 63КДа, համահունչ է Asprgillus տեսակին պատկանող շտամների ինուլինազների տվյալներին: Ֆրուկտոզը և գլյուկոզը` որպես ինուլինի ֆերմենտային տարրալուծման վերջնական արգասիքներ, վկայում են նրա ազդեցության էկզոտեսակի, ինչպես նաև ինուլինից տարբեր պրոդուկտների ստացման կենսատեխնոլոգիաներում կիրառման հնարավորությունների մասին: Նշված էկզոինուլինազի բացահայտված հատկությունները կարևոր են նաև Aspergillus niger-1 կիրառմամբ ինուլինից կիտրոնաթթվի սինթեզի գործընթացների օպտիմալացման համար ֆերմենտացիայի միջավայրի փոփոխվող պայմաններում: В настоящей работе представлены результаты исследований биохимических и физико-химических свойств внеклеточной инулиназы, синтезируемой новым продуцентом лимонной кислоты Aspergillus niger-1. Разработан способ выделения внеклеточной гомогенной инулиназы из среды культивирования гриба. Выявлено, что указанная экзоинулиназа, обладающая одновременно инвертазной активностью (I/S=1.14), проявляет инулолитическую активность и устойчивость в широком диапозоне pH 3.0-7.0 и при температуре 20-500C. Повышение или понижение указанных параметров подавляют активность фермента. Показано, что ионы металлов MnCL2, NaCL, MgSO4, CoCL2 частично повышают, а FeCL3, ZnSO4, AgNO3 подавляют или полностью ингибируют каталитическую активность. Молекулярная масса 63КДа характерна для инулиназ продуцируемыми штаммамы рода Asprgillus. Фруктоза и глюкоза, являющиеся конечными продуктами ферментативного гидролиза инулина, свидетельствуют об экзо- типе действия изучаемой экзоинулиназы, а также о возможности ее применения в биотехнологии для получения различных продуктов из инулина. Выявленные свойства указанной экзоинулиназы важны также для оптимизации процессов синтеза лимонной кислоты штаммом Aspergillus niger-1 при меняющихся условиях среды ферментации.
Keywords: Microbiology; Biotechnology