| Аннотация |
Проект направлен на решение актуальной задачи получения пластиков из возобновляемого сырья с применением технологий, основанных на биосинтезе, взамен традиционным методам химического синтеза. В последнее время уделяется особое внимание получению полимерных материалов на основе возобновляемого сырья биологического происхождения, так называемых биопластиков. Данного рода исследования и разработки находятся в русле одного из приоритетных направлений развития науки, технологий и техники РФ – сохранение и рациональное использование природных ресурсов. Внедрение биотехнологий в отрасли экономики также является одной из актуальных задач. Технологии получения целевых веществ, основанные на биологическом синтезе, имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами химического синтеза, позволяют решить актуальные вопросы нарастающего загрязнения окружающей среды и связанных с ним рисков для здоровья населения. Особое значение разработка технологий, основанных на биосинтезе, имеет в случае соединений, для которых не существует эффективных методов химического синтеза. Развитие данного направления связано с расширением числа соединений, которые могут быть получены в процессе биокатализа, и повышением эффективности процессов. Для этих целей ведется поиск новых продуцентов и высокоактивных ферментов, а также способов их модификации с применением методов генной и белковой инженерии. Данные задачи будут решаться в рамках заявляемого проекта в направлении разработки биокаталитического процесса получения ди- и триаминов (полиаминов), которые используются для синтеза полиамидов. Наибольшее применение в процессах синтеза полиамидов находят диамины биологического происхождения 1,4-диаминобутан и 1,5-диаминопентан. 1,4-диаминобутан применяют для синтеза классических полиамидов (РА4-4, РА4-6), а 1,5-диаминопентан используется в качестве сырья для получения полиамидов с уникальными свойствами (РА5Х), превосходящими по многим параметрам традиционные полиамиды. Постоянный прирост рынка биополиамидов и, соответственно, сырья для их производства, а также отсутствие эффективного метода химического синтеза 1,5-диаминопентана определяет актуальность заявляемого проекта. Конкретной задачей данного проекта является создание высокоэффективных биокатализаторов на основе природных микроорганизмов и выделенных из них ферментов для направленного синтеза полиаминов – сырья для синтеза полиамидов на основе возобновляемых биологических ресурсов. Поиск и использование для разработки биокатализаторов новых природных микроорганизмов и высокоактивных декарбоксилаз, потенциально обладающих более широким спектром полезных характеристик (активность, устойчивость) по сравнению с небольшим набором лабораторных штаммов, применяющихся для создания подобных биокатализаторов сейчас, определяет научную новизну заявляемого проекта. Масштаб и комплексность задачи определяется: 1) широким скринингом природных микроорганизмов на способность продуцировать ди- и триамины, 2) исследованием механизмов, лежащих в основе повышенного синтеза полиаминов, 3) разработкой на основе микроорганизмов и выделенных из них ферментов биокатализаторов трех разных типов, 4) проведением оптимизации условий биокатализа с целью достижения максимального выхода и скорости продукции. Изучение биоразнообразия, исследование физиологических особенностей микроорганизмов и биохимических характеристик выделенных ферментов, генетических основ повышенной способности к биосинтезу и применение методов генной инженерии обеспечит комплексное решение заявленной задачи.
|
