spfpХранение и переработка сельхозсырьяStorage and Processing of Farm Products2072-96692658-767XРОСБИОТЕХspfp-715Research ArticleБИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫBIOTECHNOLOGICAL AND MICROBIOLOGICAL ASPECTSНовый комплексный ферментный препарат ксиланазы и протеаз для использования в кормах, содержащих соевый белокhttps://orcid.org/0000-0003-4901-4705РожковаАлександра Михайловна

старший научный сотрудник Лаборатории биотехнологии ферментов ФИЦ Биотехнологии РАН 

 

amrojkova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8656-0540СеменоваМаргарита Викторовнаmargs@mail.ruХохловНикита Евгеньевичkhokhlovne.w@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0005-3633-7267ЕрошенкоНикита Сергеевичbad2duck07@gmail.comНемашкаловВиталий Алексеевичvitalianik@rambler.ruЦуриковаНина Васильевнаnina.tsurikova@gmail.comЗоровИван Никитичinzorov@mail.ruСиницынаОльга Аркадьевнаoasinitsyna@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-6429-8254СиницынАркадий Пантелеймоновичapsinitsyn@gmail.comФедеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" Российской академии наук (ФИЦ Биотехнологии РАН)Russian FederationФедеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наукRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии – филиал Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищиRussian Federation1 Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук 2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», химический факультетRussian Federation1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», химический факультет 2 Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наукRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», химический факультетRussian Federation202616092026342715Copyright © Рожкова А.М., Семенова М.В., Хохлов Н.Е., Ерошенко Н.С., Немашкалов В.А., Цурикова Н.В., Зоров И.Н., Синицына О.А., Синицын А.П., 20262026Рожкова А.М., Семенова М.В., Хохлов Н.Е., Ерошенко Н.С., Немашкалов В.А., Цурикова Н.В., Зоров И.Н., Синицына О.А., Синицын А.П.Рожкова А.М., Семенова М.В., Хохлов Н.Е., Ерошенко Н.С., Немашкалов В.А., Цурикова Н.В., Зоров И.Н., Синицына О.А., Синицын А.П.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.spfs-journal.ru/jour/article/view/715Введение

Введение: Использование ФП способствует лучшей усвояемости компонентов корма, что приводит к повышению продуктивности моногастричных животных и улучшению их физиологических параметров. К трудногидролизуемым компонентам корма относятся полисахариды клеточной стенки зерна (некрахмальные полисахариды, НПС), являющегося основой корма, а также соевый белок, содержащий антипитательные белки глицинин и β-конглицинин, проявляющие антигенные свойства и не устраняемые в процессе традиционной обработки соевых шротов. Поэтому разработка комплексных кормовых добавок, содержащих ксиланазу и протеазы для одновременного гидролиза белковой компоненты корма и гидролиза НПС зерновых культур является актуальной задачей для промышленного птицеводства и животноводства.

Цель

Цель: Целью исследования является разработка комплексных ферментных препаратов (ФП) на основе мицелиального гриба P.verruculosum ВКМ F-3972D с ксиланазной (Ксил) и протеолитической активностями, обеспечиваемые наличием неингибируемой ксиланазы, пенициллопепсином (ПС) и лейцинаминопептидазой (ЛАП).

Материалы и методы

Материалы и методы: Методология исследования предполагала создание плазмидных конструкций с целевыми генами xylE, pepA и lap1, кодирующими Ксил, ПС и ЛАП соответственно и трансформацию плазмид в реципиентный штамм гриба P.verruculosum ВКМ F-3972; скрининг рекомбинантных штаммов по критерию ферментативных активностей; получение лиофильно высушенных форм ферментных препаратов и прикладные эксперименты для анализа эффективности новых ФП по отношению к экстрактам соевой муки и ржи.

Результаты

Результаты: В результате проведенных исследований были разработаны комплексные ФП PROXYL с различным сочетанием целевых активностей. ФП PROXYL-14 и PROXYL-19 характеризовались более сбалансированным уровнем активности целевых ферментов – ПС/ЛАП/Ксил. ФП PROXYL-24 проявлял преимущественно активность ЛАП (210 000±9500 Ед/г), а в PROXYL-29 баланс активностей был сдвинут в сторону ПС (1200±75 Ед/г).

Результаты по определению приведенной вязкости экстрактов ржи под действием ФП PROXYL и коммерческих ФП RONOZYME и AXTRA показали, что при равной дозировке ксиланазной активности все ФП серии PROXYL показывают от 49 до 55% снижения вязкости экстрактов ржи, что в 2 раза лучше аналогичного параметра, полученного под воздействием коммерческих ФП, имеющих в своем составе ингибируемые ксиланазы.

Результаты экспериментов по гидролизу соевой муки показали, что выход восстанавливающих сахаров под действием PROXYL-14 и PROXYL-19 составляет 0,18 и 0,17 г/л против 0,11 и 0,12 г/л PROXYL-24 и PROXYL-29, что обусловлено более высокой активностью Ксил в ФП PROXYL 14 и 19. Наилучший результат по гидролизу высокомолекулярной фракции соевой муки показал PROXYL-29, который характеризовался наибольшей активностью ПС. Наиболее сбалансированным ФП по критерию уменьшения содержания высокомолекулярных белков сои, наибольшему выходу ВС, уровню уменьшения вязкости экстрактов ржи и органолептике явился ФП PROXYL-19.

Выводы

Выводы: Новые комплексные ферментные препараты предназначены для использования в качестве кормовой добавки в корма, обогащенные соевым белком, для моногастричных с/х животных и птицы.

КСИЛАНАЗЫПРОТЕАЗЫКОРМОВАЯ ДОБАВКАСОЕВЫЙ БЕЛОКМинистерствj науки и высшего образования (Соглашение № 075-03-2025-057/3, Регистрационный номер 125060406700-9)ReferencesБутейкис, Г., & Блажинскас, Д. (2012). Ферменты – гарантия ощутимой выгоды сегодня и в будущем. Комбикорма, 6, 105–106.Aslanidis, C., & de Jong, P. J. (1990). Ligation-independent cloning of PCR products (LIC-PCR). Nucleic acids research, 18(20), 6069–6074. https://doi.org/10.1093/nar/18.20.6069Егоров, И. А., Егорова, Т. В., Мосеев, П. А., Кержнер, М. А., & Синицын, А. П. (2018). Ферментные препараты отечественного производства в комбикормах для цыплят-бройлеров. Птицеводство, 1, 16–19. http://dx.doi.org/10.33845/0033-3239-2021-70-7-8-27-31Chulkin, A., Kislitsin, V., Sinelnikov, I., Sinitsyn, A., Zorov, I., Volkov, P., & Rozhkova, A. (2024). Transcription Factors ClrB and XlnR and Their Effect on the Transcription of Cellulase Genes in the Filamentous Fungus Penicillium verruculosum. International Journal of Molecular Sciences, 25(24), 13373. https://doi.org/10.3390/ijms252413373Короткова, О. Г., Рубцова, Е. А., Шашков, И. А., Волчок, А. А., Кондратьева, Е. Г., Синицына, О. А., Рожкова, А. М., Сатрудинов, А. Д., Денисенко, Ю. А., & Синицын, А. П. (2018). Сравнительный анализ состава и свойств кормовых ферментных препаратов. Катализ в промышленности, 18(4), 72–78. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-4-72-78Eroshenko, N., Chulkin, A., Volkov, P., Zorov, I., Dotsenko, A., Shashkov, I., Sinitsyn, A., & Rozhkova, A. (2026). Effect of Different Signal Peptides on the Expression of Glucoamylase from Aspergillus awamori in the Filamentous Fungus Penicillium verruculosum. Journal of Fungi, 12(2), 85. https://doi.org/10.3390/jof12020085Костылева, Е. В., Великорецкая, И. А., Середа, А. С., Цурикова, Н. В., Бетин, А. Н., & Синицын, А. П. (2017). Комплексный ферментный препарата в зернобобовых рационах свиней. Комбикорма, 9, 98–100.Fritsche, S., Reinfurt, A., Fronek, F., & Steiger, M. G. (2024). NHEJ and HDR can occur simultaneously during gene integration into the genome of Aspergillus niger. Fungal biology and biotechnology, 11(1), 10. https://doi.org/10.1186/s40694-024-00180-7Костылева, Е. В., Середа, А. С., Великорецкая, И. А., Цурикова, Н. В., Шашков, И. А., Рубцова, Е. А., & Синицын, А. П. (2019). Новый комплексный ферментный препарат с повышенной акивностью лейцинаминопептидазы. Биотехнология, 39(2), 87–98.Hartree E. F. (1972). Determination of protein: a modification of the Lowry method that gives a linear photometric response. Analytical biochemistry, 48(2), 422–427. https://doi.org/10.1016/0003-2697(72)90094-2Ниязов, Н. С.-А, Кержнер, М. А., Мосеев, П. А., Зоров, И. Н., Рожкова, А. М., & Синицын, А. П. (2018). Ферментный препарат «Агроксил Премиум» в комбикормах для свиней: эффективность от использования. Свиноводство, 5, 25–27.James, P. (2000). Proteome Research: Mass Spectrometry. Springer Berlin Heidelberg.Полыгалина, Г. В., Чередниченко, В. С., & Римарева, Л. В. (2003). Определение активности ферментов: справочник. ДеЛи принт.Kim, J. M., Ren, D., Reverter, A., & Roura, E. (2016). A regulatory gene network related to the porcine umami taste receptor (TAS1R1/TAS1R3). Animal genetics, 47(1), 114–119. https://doi.org/10.1111/age.12374Рожкова, А. М., Мерзлов, Д. А., Баширова, А. В., Зоров, И. Н., Короткова, О. Г., Шашков, И. А., & Синицын, А. П. (2018). Новый ферментный препарат для снижения вязкости цельнозерновых экстрактов ржи. Вестник Московского университета. Серия 2. Химия, 59(2), 132–137.Liu, H., Faruk, M. U., Teixeira, L., Fávero, A., & Vieira, S. L. (2024). Research Note: Proteases effect on soybean meal: enzyme product and area of production differences on standardized ileal amino acids digestibility of broiler chickens. Poultry science, 103(12), 104493. https://doi.org/10.1016/j.psj.2024.104493Синицын, А. П., Гусаков, А. В., & Черноглазов, В. А. (1995) Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. Издательство МГУ.Plouhinec, L., Neugnot, V., Lafond, M., & Berrin, J.-G. (2023). Carbohydrate-active enzymes in animal feed. Biotechnology Advances, 65, 108145. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2023.108145Синицын, А. П., Зоров, И. Н., Короткова, О. Г., & Мерзлов, Д. А. (2016). Метод определения степени ингибирования ксиланаз белковыми ингибиторами злаков. Птицеводство, 1, 19–24.Ravindran, V., & Son, J. H. (2011). Feed enzyme technology: present status and future developments. Recent patents on food, nutrition & agriculture, 3(2), 102–109. https://doi.org/10.2174/2212798411103020102Синицын, А. П., Кержнер, М. А., Мосеев, П. А., Зоров, И. Н., Рожкова, А. М., & Ниязов, Н. С.-А. (2018). Влияние нового ферментного препарата Агроксил плюс в составе комбикормов на продуктивность и переваримость питательных веществ у свиней. Зоотехния, 9, 11–14.Ruiz, N., Parsons, C. M., Stein, H. H., Coon, C. N., Van Eys, J. E., & Miles, R. D., (2020). A review: 100 years of soybean meal. Engormix.Синицын, А. П., Рубцова, Е. А., Шашков, И. А., Рожкова, А. М., Синицына, О. А., Кондратьева, Е. Г., Зоров, И. Н., Мерзлов, Д. А., Осипов, Д. О., & Матыс, В. Ю. (2017). Получение и свойства новых биокатализаторов, предназначенных для разрушения некрахмальных растительных полисахаридов. Катализ в промышленности, 17(4), 331–338.Sanger, F., Nicklen, S., & Coulson, A. R. (1977). DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proceedings of the National Academy of Sciences, 74(12), 5463–5467. https://doi.org/10.1073/pnas.74.12.5463Синицын, А. П., Синицына, О. А., Зоров, И. Н., & Рожкова, А. М. (2020). Возможности экспрессионной системы гриба Penicillium verruculosum для получения продуцентов ферментов, обеспечивающих эффективную деструкцию возобновляемой растительной биомассы (обзор). Прикладная Биохимия И Микробиология, 56(6), 551–560. https://doi.org/10.31857/S0555109920060161Sinelnikov, I. G., Kislitsin, V. Yu., Chulkin, A. M., Shaplin, A. A., & Rozhkova, A. M. (2023). Influence of ku70 Gene Knockout on the Transformation Frequency of Penicillium verruculosum Mycelial Fungi. Moscow University Chemistry Bulletin, 78(5), 269–274. (In Russ.). https://doi.org/10.3103/S0027131423050061Синицын, А. П., Синицына, О. А., & Рожкова, А. М. (2020). Получение промышленно важных ферментов на основе экспрессионной системы гриба Penicillium verruculosum. Биотехнология, 36(6), 17–34. https://doi.org/10.21519/0234-2758-2020-36-6-17-34Smogyi M. (1952). Notes on sugar determination. The Journal of biological chemistry, 195(1), 19–23.Ward N. E. (2021). Debranching enzymes in corn/soybean meal-based poultry feeds: a review. Poultry science, 100(2), 765–775. https://doi.org/10.1016/j.psj.2020.10.074Ward N. E. (2021). Debranching enzymes in corn/soybean meal-based poultry feeds: a review. Poultry science, 100(2), 765–775. https://doi.org/10.1016/j.psj.2020.10.074Xiong, Y., He, Z., Wu, Q., Xiao, H., Cao, S., Yang, X., Li, Y., Jiang, Z., Zhu, C., & Wang, L. (2025). Dietary steviol glycosides mixture supplementation modulates the gene expression of gut chemoreceptors and enhances the antioxidant capacity in weaned piglets. Porcine health management, 11(1), 6. https://doi.org/10.1186/s40813-024-00414-5Xiong, Y., He, Z., Wu, Q., Xiao, H., Cao, S., Yang, X., Li, Y., Jiang, Z., Zhu, C., & Wang, L. (2025). Dietary steviol glycosides mixture supplementation modulates the gene expression of gut chemoreceptors and enhances the antioxidant capacity in weaned piglets. Porcine health management, 11(1), 6. https://doi.org/10.1186/s40813-024-00414-5

The authors declare that there are no conflicts of interest present.