Введение
ГЛАВА 1. Гетерогенные биокатализаторы трансформации нитрилов и амидов карбоновых кислот .21
1.1. Метаболизм нитрилов у микроорганизмов 27
1.2. Биокаталитическое получение амидов и карбоновых кислот из нитрилов 40
1.3. Иммобилизация клеток нитрилгидролизующих бактерий для целей биокатализа и биодеградации .45
1.4. Иммобилизованные ферменты метаболизма нитрилов 60
1.5. Физиология иммобилизованных микроорганизмов 75
Экспериментальная часть
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования
2.1. Бактериальные штаммы и среды культивирования 86
2.2. Условия культивирования бактерий в жидких питательных средах и определение ростовых характеристик .87
2.3. Культивирование бактерий в присутствии носителей 87
2.4. Носители для иммобилизации бактериальных клеток и ферментов 88
2.5. Определение гидрофобности поверхности носителей и бактериальных клеток 94
2.6. Реактивы 94
2.7. Определение нитрилгидратазной, нитрилазной и амидазной активностей и эффективности функционирования иммобилизованной системы .95
2.8. Определение массы адгезированных бактериальных клеток 96
2.9. Определение операционной стабильности иммобилизованных биокатализаторов 97
2.10. Получение белкового препарата, содержащего ферменты метаболизма нитрилов 97
2.11. Иммобилизация ферментов 99
2.12. Определение кинетических параметров ферментативных реакций, катализируемых свободными и иммобилизованными ферментами .100
2.13. Определение констант термоинактивации свободных и иммобилизованных ферментов .101
2.14. Определение рН- и температурного оптимумов активности свободных и иммобилизованных ферментов 102
2.15. Определение концентрации АТФ в бактериальных клетках биолюминесцентным методом .103
2.16. Оценка биопленкообразования .105
2.17. Высокоэффективная жидкостная и газовая хроматография 106
2.18. Микроскопия .110
2.19. Статистическая обработка .112
ГЛАВА 3. Биокатализ нитрилов и амидов карбоновых кислот адгезированными бактериальными клетками 113
3.1. Адгезия бактериальных клеток на носителях 113
3.1.1. Взаимодействие бактериальных клеток с многослойными углеродными нанотрубками 124
3.2. Свойства углеродсодержащих носителей 127
3.2.1. Адсорбция нитрилов, амидов и карбоновых кислот на неорганических носителях 133
3.3. Трансформация алифатических нитрилов и амидов адгезированными клетками нитрилгидролизующих бактерий 135
3.3.1. Влияние адгезии клеток нитрилгидролизующих бактерий на их ферментативную активность .136
3.3.2. Операционная стабильность биокатализаторов на основе адгезированных клеток нитрилгидролизующих бактерий 146
3.4. Трансформация ароматических нитрилов и амидов
адгезированными клетками нитрилгидролизующих бактерий 158
3.5. Гетерогенный биокатализатор трансформации нитрилов и амидов карбоновых кислот на основе бактериальных клеток, агрегированных с нанотрубками .168
3.6. Стереоселективная трансформация нитрилов и амидов
адгезированными клетками нитрилгидролизующих бактерий 171
ГЛАВА 4. Биокатализ нитрилов и амидов карбоновых кислот биопленками нитрилгидролизующих бактерий .179
4.1. Визуализация биопленок нитрилгидролизующих бактерий 179
4.2. Динамика роста биопленок нитрилгидролизующих бактерий 182
4.3. Влияние адгезии нитрилгидролизующих бактерий на содержание внутриклеточного АТФ 185
4.4. Трансформация алифатических нитрилов биопленками нитрилгидролизующих бактерий 190
4.5. Трансформация ароматических нитрилов биопленками нитрилгидролизующих бактерий 192
4.6. Влияние токсичных субстратов и продуктов реакции гидролиза нитрилов на концентрацию внутриклеточного АТФ и жизнеспособность клеток биопленок R. ruber gt1 и P. fluorescens С2. 194
4.7. Смешанные биопленки нитрилутилизирующих бактерий 200
ГЛАВА 5. Гетерогенные биокатализаторы трансформации нитрилов и амидов карбоновых кислот на основе иммобилизованных бактериальных ферментов метаболизма нитрилов 207
5.1. Трансформация акрилонитрила иммобилизованными ферментами гидролиза нитрилов 207
5.1.1. Гидратация акрилонитрила адсорбированными ферментными препаратами, содержащими нитрилгидратазу .207
5.1.2. Гидратация акрилонитрила нитрилгидратазой, ковалентно связанной с активированным хитозаном .215
5.1.3. Гидролиз акрилонитрила адсорбированными ферментными препаратами, содержащими нитрилазу 226
5.1.4. Гидролиз акрилонитрила ковалентно иммобилизованными ферментными препаратами, содержащими нитрилазу 234
5.2. Гидролиз акриламида иммобилизованными ферментными препаратами, содержащими амидазу 238
5.3. Стереоселективный гидролиз рацемического лактамида иммобилизованной амидазой 244
Заключение .252
Выводы 274
Списокпринятыхсокращений 277
Список литературы
