Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 55, № 7 (2019)

Problems and Prospects

Genome Editing: Current State of Research and Application to Animal Husbandry

Zinovieva N., Volkova N., Bagirov V.

Аннотация

The creation and development of genome editing (GE) technologies bring new opportunities for the genetic engineering of farm mammals and poultry. The present review characterizes GE systems based on ZFN, TALEN, and CRISPR/Cas9 and directions for their improvement in relation to farm animals. The fields for the application of GE technologies in animal husbandry and poultry farming and the objectives and prospects for their further development are discussed.

Applied Biochemistry and Microbiology. 2019;55(7):711-721
pages 711-721 views

Producers, Biology, Selection, and Gene Engineering

Specific Activity of Recombinant Modified Human Glucagon-Like Peptide 1

Sannikova E., Bobkova N., Tatarnikova O., Yarotskii S., Askerova E., Rykalina N., Yurin V., Gracheva T., Klebanov F., Zalunin I., Cheperegin S., Bulushova N., Kozlov D.

Аннотация

An1 original drug, Glypin, has been developed for the treatment of type-II human diabetes mellitus. Its active pharmaceutical substance is a completely biosynthetic, recombinant, modified, human glucagon-like peptide (rmGlp-1) obtained via culturing of E. coli cells. In addition to the GLP-1 portion, which contains the well-known Ala8Gly substitution, the rmGLP-1 protein has an additional amino acid sequence at the C-terminus that includes the heparin-binding peptide of human HB-EGF. Preclinical testing of Glypin specific activity (with Lixumia as a reference drug) was performed. A commercial preparation of Lixumia served as the main reference drug for comparison with the specific activity of Glypin. During preclinical studies of both medicines, it was shown that Glypin and Lixumia have similar mechanisms, power, and time of action upon subcutaneous and intramuscular introductions, as well as comparable therapeutic effects under long-term use. Based on these data, the subcutaneous injection was selected as the main therapeutic method of Glypin administration; the minimal effective dose for Glypin preclinical study was established as 100 μg/kg body mass, and a single dose for human treatment was defined as 0.75 and 1.5 mg. The intranasal introduction of Glypin was observed to have a statistically reliable positive effect on the cognitive capacities of a mouse with Alzheimer’s disease model. The similarity of the characteristics of Glypin and Lixumia shown in our study make it possible to expect that they will have equal therapeutic efficacy with daily use of a single dose.

Applied Biochemistry and Microbiology. 2019;55(7):722-732
pages 722-732 views

Comparison of Xylanases of Various Origin Obtained in the Expression System of Pichia pastoris: Gene Expression, Biochemical Characteristics, and Biotechnological Potential

Kalinina A., Borshchevskaya L., Gordeeva T., Sineoky S.

Аннотация

Endo-1,4-β-xylanases from Bacillus pumilus VKPM В-7975, Paenibacillus polymyxa VKPM В-3015, Thermomyces lanuginosus VKPM F-224, and Schizophyllum commune VKPM F-433, which are members of a family of 11 glycohydrolases, have been obtained in the expression system of Pichia pastoris. Technologically valuable characteristics of the recombinant hydrolases, such as the specific activity, pH and thermal stability, temperature and pH optima, resistance to digestive enzymes and xylanase protein inhibitors from cereals, and substrate specificity were studied. It was shown that the enzyme from Paenibacillus polymyxa has the highest biotechnological potential for the creation of xylanases based on the recombinant Pichia pastoris yeast strain for their use in fodder production.

Applied Biochemistry and Microbiology. 2019;55(7):733-740
pages 733-740 views

Expression and Characterization of Phytase from Obesumbacterium proteus in Pichia pastoris

Gordeeva T., Borshchevskaya L., Kalinina A., Sineoky S., Voronin S., Kashirskaya M.

Аннотация

In1 order to increase the expression level of gene for recombinant phytase in Pichia pastoris, a synthetic sequence of the phyOp-mod gene, which encodes phytase from Obesumbacterium proteus, has been designed and optimized by its codon composition. The GC content was adjusted to 48.33%, and AT-rich segments were eliminated. The main characteristics for the purified enzyme are established. The optimal pH and temperature values for РhyOp phytase functioning prove to be 4.0 and 50°C, respectively. The specific activity, Michaelis constant (Km), and maximal rate of reaction (Vmax) with sodium phytate as a substrate are 1452 U/mg, 0.31 mM, and 823 U/mg, respectively. It is shown that optimization of the codon composition increased the expression of the target product gene. The recombinant phytase designated as PhyOp demonstrated great potential for application as a feed additive due to its relatively high specific activity and good kinetic characteristics.

Applied Biochemistry and Microbiology. 2019;55(7):741-747
pages 741-747 views

Study of the Strain Bacillus pumilus B-13176 and Its Metabolites with Fungicidal and Antibacterial Activities against Aspergillus niger and Staphylococcus aureus (MRSA)

Kuzin A., Tagaev A., Ovchinnikova T., Kuznetsova N., Nikolaenko M., Morozova O., Azizbekyan R.

Аннотация

Strain B-13176, which manifests antibacterial and fungicidal activity, has been isolated via the screening of spore-forming bacteria and identified as Bacillus pumilus based on an analysis of variable regions of 16S RNA sequences. The cultural and morphological characteristics of the strain were studied, the dynamics of the synthesis of fungicidal and antibacterial metabolites and their location in culture were determined, and their resistance to physicochemical factors was investigated. It was shown that the strain possesses a pronounced activity against Aspergillus niger fungi and methycillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) bacteria. The culture liquid of the strain was fractioned via centrifugation, ultrafiltration, extraction, and high-performance liquid chromatography (HPLC). Mass-spectrometry was used to show that the Bacillus pumilus B-13176 strain produces active, thermostable, protease-resistant metabolites of peptide origin that are located in the CL pellet (the fungicidal component) and supernatant (the antibacterial component).

Applied Biochemistry and Microbiology. 2019;55(7):748-755
pages 748-755 views

Biotechnology

Anaerobic Conversion of Lignocellulose to Materials for Biofuel Production: Volatile Fatty Acids and Ethanol

Gladchenko M., Gaydamaka S., Murygina V., Varfolomeev S.

Аннотация

The processes of oxidative depolymerization and acidic hydrolysis have consistently been used for the pretreatment of lignocellulosic biomass (wheat straw, sawdust, and lignin), which makes it possible to obtain a high content of soluble organic compounds in the hydrolysate (44–94 g COD/L) and to enhance the concentration of reducing sugars from 1 to 36%. The introduction of Clostridium acetobutylicum bacteria to an acidogenic biocatalyst resulted in an even greater increase in the content of volatile fatty acids and ethanol in the end product. The maxima among the studied substrates yields of butyric acid and ethanol were observed when the pretreated straw was hydrolyzed (27% (0.82 g/L) and 17.4% (0.44 g/L), respectively). It was shown that the addition of glycerol as a substrate makes it possible to increase the yields of butyric and acetic acids as a result of the conversion of the pretreated biomass; the addition of glycerol to straw in a 1 : 1 ratio enhanced the maximum butyric acid and VFA yields up to 32% (0.96 g/L) and 72% (2.67 g/L), respectively.

Applied Biochemistry and Microbiology. 2019;55(7):756-764
pages 756-764 views

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».