Порівняльний аналіз ліпаз Camelina sativa та промислових ліпаз грибного походження, які використовуються для виробництва біодизеля

  • В. Я. Гоцуляк Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2А https://orcid.org/0009-0007-5162-7232
  • Р. Я. Блюм Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2А
  • Я. Б. Блюм Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН України, Україна, 04123, м. Київ, вул. Байди-Вишневецького, 2А
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v32.1530
Ключові слова: рижій посівний, олійні культури, Camelina sativa, біодизель, ліпази, трансестерифікація, повногеномний пошук

Анотація

Мета. Ідентифікувати гени ендогенних ліпаз рижію посівного (Camelina sativa) та проаналізувати подібність ключових функціональних доменів їх амінокислотних послідовностей з відповідними послідовностями промислових ліпаз грибного походження. Методи. Було здійснено детальний пошук у базах даних з метою виявлення послідовностей ліпаз різних видів, а також проведено вирівнювання їх послідовностей, ідентифіковано консервативні мотиви послідовностей, встановлено доменну будову виявлених білків, а також здійснено філогенетичний аналіз. Результати. Ідентифіковано 15 генів триацигліцерол-ліпаз рижію, а також виявлено відповідні послідовності ліпаз для промислових (комерційно доступних) ліпаз грибного походження. Проаналізовано їх доменну будову, а також виявлено міру дивергенції послідовностей їх функціональних регіонів. Висновки. Виявлено ліпази, найбільш подібні за послідовностями та доменною організацією до ліпаз рижію, а, отже, ті, які потенційно можуть бути використані для більш ефективної трансестерифікації олії зі специфічними жирнокислотним складом для саме цього виду.

Посилання

Blume R. Y., Rakhmetov D. B., Blume Y. B. Evaluation of Ukrainian Camelina sativa germplasm productivity and analysis of its amenability for efficient biodiesel production. Ind. Crop. Prod. 2022. Vol. 187 B. P. 115477. doi: 10.1016/j.indcrop.2022.115477.

Stamenković O. S., Gautam K., Singla-Pareek S. L., Dhankher O. P., Djalović I. G., Kostić M. D., Mitrović P. M., Pareek A., Veljković V. B. Biodiesel production from camelina oil: Present status and future perspectives. Food Energy Secur. 2021. Vol. 00. P. e340. doi: 10.1002/fes3.340.

Tao L., Milbrandt A., Zhang Y., Wang W. C. Techno-economic and resource analysis of hydroprocessed renewable jet fuel. Biotechnol. Biofuels. 2017. Vol. 10. P. 261. doi: 10.1186/s13068-017-0945-3.

Blume R. Ya. Current state and perspectives of false flax (Camelina sativa) cultivation in Ukraine. Factors Exp. Evol. Organisms. 2022. Vol. 31. P. 28–34. doi: 10.7124/FEEO.v31.1480. [in Ukrainian]

Zanetti F., Alberghini B., Jeromela A. M., Grahovac N., Rajković D., Kiprovski B., Monti A. Camelina, an ancient oilseed crop actively contributing to the rural renaissance in Europe. A review. Agron. Sustain. Dev. 2021. Vol. 41. P. 2. doi: 10.1007/s13593-020-00663-y.

Verdasco-Martín C. M., Villalba M., dos Santos J. C. S., Tobajas M., Fernandez-Lafuente R., Otero C. Effect of chemical modification of Novozym 435 on its performance in the alcoholysis of camelina oil. Biochem. Eng. J. 2016. Vol. 111. P. 75–86. doi: 10.1016/j.bej.2016.03.004.

Bailey T. L., Johnson J., Grant C. E., Noble W. S. The MEME Suite. Nucleic Acids Res. 2015. Vol. 43 (W1). P. W39–W49. doi: 10.1093/nar/gkv416.

Paysan-Lafosse T., Blum M., Chuguransky S., Grego T., Pinto B. L., Salazar G. A., Bileschi M. L., Bork P., Bridge A., Colwell L., Gough J., Haft D. H., Letunić I., Marchler-Bauer A., Mi H., Natale D. A., Orengo C. A., Pandurangan A. P., Rivoire C., Sigrist C. J. A., Sillitoe I., Thanki N., Thomas P. D., Tosatto S. C. E., Wu C. H., Bateman A. InterPro in 2022. Nucleic Acids Res. 2023. Vol. 51 (D1). P. D418–D427. doi: 10.1093/nar/gkac993.

Chen C., Chen H., Zhang Y., Thomas H. R., Frank M. H., He Y., Xia R. TBtools: An integrative toolkit developed for interactive analyses of big biological data. Mol. Plant. 2020. Vol. 13 (8). P. 1194–1202. doi: 10.1016/j.molp.2020.06.009.

Edgar R. C. MUSCLE: multiple sequence alignment with high accuracy and high throughput. Nucleic Acid. Res. 2004. Vol. 32 (5). P. 1792–1797. doi: 10.1093/nar/gkh340.

Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., Tamura, K. MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Mol. Biol. Evol. 2018. Vol. 35. P. 1547–1549. doi: 10.1093/molbev/msy096.

Akanbi T. O., Barrow C. J. Candida antarctica lipase A effectively concentrates DHA from fish and thraustochytrid oils. Food Chem. 2017. Vol. 229. P. 509–516. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.02.099.

Toida J., Arikawa Y., Kondou K., Fukuzawa M., Sekiguchi J. Purification and characterization of triacylglycerol lipase from Aspergillus oryzae. Biosci. Biotechnol. Biochem. 1998. Vol. 62 (4). P. 759–763. doi: 10.1271/bbb.62.759.

Caballero E., Soto C., Olivares A., Altamirano C. Potential Use of avocado oil on structured lipids MLM-type production catalysed by commercial immobilised lipases. PLoS ONE. 2014. Vol. 9 (9). P. e107749. doi: 10.1371/journal.pone.0107749.