Փոլադյան, Աննա Արշակի

Биология

Աշխատությունը նվիրված է ֆերմենտացիայի գործընթացի վերջնական փուլերի ռեդօքս կարգավորման մեխանիզմների ուսումնասիրությանը և այդ գիտելիքների կիրառման հնարավորություններին օրգանական թափոնների կենսաբանական վերամշակման ոլորտում։ Հետազոտության հիմքում ընկած է այն գաղափարը, որ միկրոօրգանիզմների նյութափոխանակության ընթացքում օքսիդավերականգնման հավասարակշռությունը կարևոր դեր է կատարում վերջնական նյութափոխանակային արգասիքների ձևավորման, էներգիայի ստացման և ֆերմենտացիոն գործընթացի ուղղության որոշման մեջ։ Ռեդօքս վիճակի փոփոխությունները կարող են ազդել վերականգնված և օքսիդացված միացությունների հարաբերակցության, էլեկտրոնների փոխանցման և տարբեր վերջնական արտադրանքների կուտակման վրա։ Աշխատության շրջանակում կարող են ուսումնասիրվել ֆերմենտացիայի ընթացքում տեղի ունեցող էլեկտրոնների փոխանցման գործընթացները, նիկոտինամիդային կոֆերմենտների՝ NAD⁺/NADH համակարգի հավասարակշռությունը և այն նյութափոխանակային ուղիները, որոնց միջոցով միկրոօրգանիզմները վերականգնող համարժեքների ավելցուկը կամ պակասը հավասարակշռում են։ Հատուկ ուշադրություն է դարձվում ֆերմենտացիայի վերջին փուլերին, երբ սկզբնական սուբստրատների փոխակերպման արդյունքում ձևավորվում են վերջնական կամ միջանկյալ օրգանական միացություններ, որոնց հարաբերակցությունը կարող է կախված լինել բջջի ռեդօքս վիճակից։ Այս գործընթացների վերահսկումը կարող է հնարավորություն տալ նպատակային կերպով փոփոխել ֆերմենտացիայի արտադրանքների կազմը և բարձրացնել օրգանական նյութերի կենսաբանական վերամշակման արդյունավետությունը։ Հետազոտության կիրառական ուղղությունը կապված է օրգանական թափոնների վերամշակման հետ։ Կենցաղային, գյուղատնտեսական և սննդարդյունաբերական օրգանական թափոնները պարունակում են զգալի քանակությամբ կենսաքայքայվող նյութեր, որոնք համապատասխան միկրոբիոլոգիական պայմաններում կարող են ենթարկվել ֆերմենտացիայի և վերածվել ավելի պարզ միացությունների։ Այդ գործընթացը կարող է նվազեցնել թափոնների ծավալը, սահմանափակել շրջակա միջավայրի աղտոտումը և միաժամանակ հնարավորություն ստեղծել արժեքավոր երկրորդային արտադրանքների ստացման համար։ Աշխատության կարևոր խնդիրներից է պարզել, թե ինչպես կարելի է ռեդօքս պայմանների կառավարումն օգտագործել թափոնների քայքայման արագությունն ու ուղղությունը վերահսկելու նպատակով։ Կարող են ուսումնասիրվել այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են սուբստրատի բաղադրությունը, միկրոօրգանիզմների տեսակը, միջավայրի թթվայնությունը, ջերմաստիճանը, վերականգնման աստիճանը և տարբեր մետաբոլիտների կոնցենտրացիաները։ Այս պարամետրերի փոփոխությունը կարող է ազդել միկրոօրգանիզմների նյութափոխանակության վրա և որոշել, թե որ վերջնական արտադրանքներն են գերակշռելու։ Ուսումնասիրության արդյունքները կարող են կարևոր լինել կենսավառելիքների, օրգանական թթուների, սպիրտների և այլ կենսատեխնոլոգիական արտադրանքների ստացման համար, եթե համապատասխան ֆերմենտացիոն համակարգերը հնարավոր լինի նպատակային ուղղորդել։ Միաժամանակ ռեդօքս կարգավորման մեխանիզմների կիրառումը կարող է նպաստել օրգանական թափոնների ավելի վերահսկելի կենսաքայքայմանը և թափոնների կառավարման գործընթացների արդյունավետության բարձրացմանը։ Աշխատությունը կարող է ներառել նաև ֆերմենտացիոն համակարգերի փորձարարական ուսումնասիրություն՝ տարբեր ռեդօքս պայմաններում ստացվող մետաբոլիտների կազմի և քանակի համեմատությամբ։ Այդպիսի մոտեցումը հնարավորություն է տալիս բացահայտել այն պայմանները, որոնց դեպքում միկրոօրգանիզմների նյութափոխանակությունն առավել արդյունավետ է օգտագործում օրգանական սուբստրատը և ապահովում ցանկալի վերջնական արտադրանքների ձևավորում։ Գիտական առումով ուսումնասիրությունը կարևոր է մանրէային նյութափոխանակության կարգավորման մեխանիզմների ավելի խորքային ըմբռնման համար, իսկ գործնական առումով՝ շրջանաձև տնտեսության և կենսաբանական թափոնների վերամշակման տեխնոլոգիաների զարգացման համար։ Աշխատությունը կարող է հետաքրքրել մանրէաբաններին, կենսաքիմիկոսներին, կենսատեխնոլոգներին, բնապահպաններին, թափոնների կառավարման մասնագետներին և արդյունաբերական կենսատեխնոլոգիայի ոլորտում աշխատող հետազոտողներին։ Ընդհանուր առմամբ, ուսումնասիրությունը միավորում է ֆերմենտացիայի կենսաքիմիական մեխանիզմների հետազոտությունը և օրգանական թափոնների օգտահանման կիրառական խնդիրները՝ ցույց տալով, որ ռեդօքս հավասարակշռության նպատակային կառավարումը կարող է դառնալ կենսաբանական վերամշակման գործընթացների արդյունավետության բարձրացման կարևոր գործիք։