Фосфор — один из ключевых элементов для сельского хозяйства, но значительная его часть в почве и кормах остается недоступной для растений и животных. Ученые Пермского Политеха совместно с Институтом экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН разработали новый фермент, который позволяет эффективнее высвобождать этот элемент и при этом работает дольше существующих аналогов. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Фосфор необходим животным для формирования костей и обмена веществ, а растениям — для развития корней и созревания плодов. Однако в природной среде он часто связан в сложные соединения и плохо усваивается. Для решения этой проблемы используют фермент фитазу, который расщепляет фитиновую кислоту и делает фосфор доступным.
Но у традиционных фитаз есть серьезный недостаток: они нестабильны. При нагревании, изменении кислотности или длительном хранении фермент быстро теряет активность. В результате производителям кормов приходится увеличивать дозировки, что повышает затраты.
Пермские ученые нашли решение, выделив фитазу из бактерий, живущих в агрессивной среде содового шламохранилища. Такие микроорганизмы устойчивы к высоким температурам и перепадам pH, что позволило получить более «выносливый» фермент.
«Мы использовали два метода закрепления фермента — в геле альгината и на гранулах хитозана. Эти материалы безопасны и широко применяются в биотехнологии», — рассказала студентка кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ Ксения Иванова.
В результате удалось сохранить 95–97% активности фермента после иммобилизации — тогда как у аналогов этот показатель обычно падает до 50–70%. Кроме того, новая фитаза работает в широком диапазоне кислотности (pH от 3 до 12), что значительно расширяет условия ее применения.
Еще одно важное преимущество — долговечность. После шести циклов использования фермент сохранял около 70% активности, тогда как у существующих препаратов этот показатель заметно ниже.
«Полученные результаты показывают, что разработка работает в 1,5–2 раза дольше аналогов», — отметила Юлия Максимова из Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН.
Практическое значение разработки заключается в снижении затрат на минеральные добавки и удобрения. Фермент можно использовать как в кормопроизводстве, так и непосредственно в почве, где он помогает растениям усваивать связанный фосфор.
Ранее в России нашли способ снизить концентрацию угарного газа и оксидов азота на 30%.