Tên đề tài luận án: “Tinh sạch và nghiên cứu đặc tính của cellulase tự nhiên và tạo cellulase tái tổ hợp từ nấm sợi tại Việt Nam”.

Chuyên ngành: Hóa sinh học

Mã số: 62.42.01.16

Họ tên nghiên cứu sinh: Trịnh Đình Khá

Khóa đào tạo: 2008-2012

Người hướng dẫn khoa học: 

1. PGS.TS. Quyền Đình Thi, Viện Công nghệ sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2. PGS.TS. Nghiêm Ngọc Minh, Viện Nghiên cứu hệ gen – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Đơn vị đào tạo: Trường Đại học Khoa học

Cơ sở đào tạo: Đại học Thái Nguyên

NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỚI CỦA LUẬN ÁN

1. Endoglucanase từ chủng nấm sợi Peniophora sp. NDVN01 tuyển chọn tại Việt Nam được tinh sạch có kích thước khoảng 32 kDa. Endoglucanase có độ bền cao trong khoảng nhiệt độ 30-37°C và pH 4,0-7,0. Enzyme này bền đối với dung môi acetone ở nồng độ 1-20%; ethanol và n-butanol ở nồng độ 1-5%; isopropanol ở nồng độ 1-15% và độ bền cao đối với chất tẩy rửa Tween 20, Tween 80, Triton X-100 và triton X-114.

2. Gen mã hóa endoglucanase A không chứa peptide tín hiệu (meglA) từ chủng A. niger VTCC-F021 đã được biểu hiện thành công trong P. pastoris GS115. Endoglucanase A tái tổ hợp (rmEglA) tinh sạch có kích thước khoảng 32 kDa. Enzyme hoạt động tối ưu ở nhiệt độ 50°C, pH 3,5, bền ở 30-37°C và rất bền trong khoảng pH 3,0-8,0. Enzyme có độ bền cao đối với chất tẩy rửa Tween 20, Tween 80, Triton X-100 và triton X-114.

KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN BỎ NGỎ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU

* Khả năng ứng dụng:

- Endoglucanase từ chủng nấm Peniophora sp. NDVN01 và endoglucanase tái tổ hợp không chứa peptide tín hiệu có tính chất phù hợp với hướng ứng dụng sản xuất chế phẩm bổ sung vào thức ăn chăn nuôi để chuyển hóa hợp chất glucan nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn và sinh trưởng vật nuôi. Đồng thời, hai enzyme này có thể sử dụng trong chuyển hóa sinh học nguyên liệu, chất thải nông nghiệp giàu cellulose thành đường sử dụng trong công nghiệp lên men.

- Thành phần môi trường và điều kiện lên men tối ưu đối với chủng Peniophora sp. NDVN01 và chủng P. pastoris GS115/pPmeglA/14 tái tổ hợp có thể được sử dụng để lên men lượng lớn, phù hợp để sản xuất chế phẩm endoglucanase tự nhiên và tái tổ hợp trong điều kiện thực tiễn tại Việt Nam.

* Những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu:

Nghiên cứu lên men fed-batch chủng nấm men tái tổ hợp P. pastoris GS115/pPmeglA/14 biểu hiện endoglucanase năng suất cao.

Xây dựng quy trình sản xuất endoglucanase tái tổ hợp và thử nghiệm lên men quy mô lớn tạo chế phẩm enzyme bổ sung vào thức ăn chăn nuôi và chuyển hóa sinh khối.

INFORMATION OF DOCTORAL DISSERTATION

Dissertation tittle: “Purification and studies on natural cellulase properties and produce recombinant cellulase from fungus in Vietnam”.

Speciality: Biochemistry

Code: 62.42.01.16

PhD. Candidate: Trinh Dinh Kha

Training Course: 2008 - 2012

Scientific supervisors:

1. Assoc. Prof. Quyen Dinh Thi, PhD., Institute of Biotechnology, VAST

2. Assoc. Prof. Nghiem Ngoc Minh, PhD., Insitute of Genome Research, VAST

Training Institution: College of Sciences, Thainguyen University

THE NEW SCIENTIFIC FINDINGS

1. Endoglucanase from strain Peniophora sp. NDVN01 selection in Vietnam was  purified and had a molecular mass of 32 kDa. Endoglucanase had high stability in the temperature range 30-37°C and pH 4.0 to 7.0. This enzyme is resistant to solvents at concentrations of 1-20% acetone; n-butanol and ethanol at a concentration of 1-5%; isopropanol in concentrations of 1-15% and high stability for the detergent Tween 20, Tween 80, Triton X-100 and triton X-114.

2. The gene encoding mature endoglucanase A (meglA) from A. niger VTCC-F021 has been successfully expressed in P. pastoris GS115. Recombinant mature endoglucanase A (rmEglA) was purified and had a molecular mass of 32 kDa. Optimal enzyme activity was at 50°C, pH 3.5, stable at 30-37°C and pH 3.0 to 8.0 reliable. Enzyme shows high stability against detergents such as Tween 20, Tween 80, Triton X-100 and triton X-114.

PRACTICAL APPLICABILITY AND THE NEEDS FOR FURTHER STUDIES

* Practical applicability:

- Endoglucanase from strain Peniophora sp. NDVN01 and recombinant mature endoglucanase A from strain Aspergillus niger VTCC-F021 has physicochemical properties suitable for application oriented manufacturing dietary supplements in animal feed to metabolize compounds glucan improve efficiency using food and animal growth. The two enzymes can be used in biological decomposistion of raw materials, agricultural waste into sugar-rich cellulose using in industrial fermentation.

- Medium components and optimal fermentation conditions for  strain Peniophora sp. NDVN01 and strain recombination P. pastoris  GS115/pPmeglA/14 can be used to ferment large, suitable for the production of the natural and recombination endoglucanase products in practical conditions in Vietnam.

* Opening issues for further studies:

Carry out to ferment the recombinant yeast P. pastoris GS115/pPmeglA/14 for expression of endoglucanase with high yield.

Construction of processes for producing recombinant endoglucanase and fermentation test in large scale to create enzyme preparations added to the animal feed and biomass conversion.