Представлена робота є узагальненням змістовного наукового дослідження, метою якого було отримання мікроорганізмів-надпродуцентів етанолу та бутанолу, що є альтернативними видами палива.
Рослинна біомаса має величезний потенціал як сировина для виробництва біопалива, зокрема паливного етанолу та бутанолу. Основними складовими рослинної біомаси є глюкоза та п’ятивуглецевий цукор ксилоза. Однак, мікроорганізмів, здатних активно зброджувати ксилозу, виявлено дуже мало, а ідентифіковані штами нагромаджують незначні кількості етилового спирту під час ферментації ксилози. Таким чином, важливим завданням є одержання дріжджових штамів з підвищеною продуктивністю алкогольної ферментації ксилози. Термотолерантні дріжджі Hansenula polymorpha здатні до алкогольної ферментації ксилози при підвищених температурах (до 50 °C). Така властивість перетворює цей вид дріжджів у перспективний організм для проведення ефективного процесу одночасної сахарифікації та ферментації (SSF). Однак для впровадження в промислове виробництво, ефективність алкогольної ферментації ксилози цими дріжджами потребує покращення.
В результаті проведених досліджень з’ясовано низку лімітуючих етапів шляху перетворення ксилози до етанолу у дріжджів H. polymorpha.
Застосовуючи методи метаболічної інженерії та класичної селекції, було отримано рекомбінантні штами H. polymorpha здатні синтезувати 0,3 г етанолу з 1 г ксилози при температурі 45 °С.
За рахунок введення в геном дріжджів Pichia stipitis гену XYL1mod, що кодує модифіковану форму ксилозоредуктази із зниженою спорідненістю до NADPH під контролем сильного конститутивного промотора, був отриманий рекомбінантний штам, що характеризувався підвищеною в 1,3 раза продуктивністю алкогольної ферментації ксилози. Параметри алкогольної ферментації гідролізатів лігноцелюлози (висівки та тирса) сконструйованим штамом були також покращені в 1,5 раза порівняно зі штамом дикого типу.
Також метою досліджень було отримання нових вітчизняних штамів-продуцентів та розробка ефективної технології отримання бутанолу. Для пошуку нових штамів було проведено дослідження і мікробіологічний аналіз мулів та ґрунтів водойм м. Києва і виділено клостридіальні форми бактерій. В результаті було отримано три перспективні штами – один продуцент масляної кислоти та два продуценти бутанолу, які ідентифіковано за визначником бактерій Берджі, як Clostridium tyrobutyricum, C. acetobutyicum та C. butyricum.
Цикл робіт включає 37 публікацій, із них 11 статей (у тому числі – 4 статті в іноземних журналах), тези 26 доповідей у збірниках матеріалів вітчизняних та міжнародних з’їздів і конференцій.