Изучение протеолититческой и коллагенолитической активности мицелиальных грибов в процессе глубинного культивирования


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. Ферменты с протеолитической и коллагенолитической активностью в последние годы рассматриваются в качестве терапевтических средств, которые могут быть использованы в медицине для лечения различных патологий. Использование микроорганизмов в качестве продуцентов этих биологически активных веществ имеет ряд преимуществ. Несмотря на существование многочисленных исследований, посвященных изучению гидролитической активности различных микроорганизмов, в настоящее время поиск новых продуцентов протеиназ и коллагеназ остается актуальной биотехнологической задачей. Цель исследования - изучение протеолитической и коллагенолитической активности ранее отобранных мицелиальных грибов при глубинном культивировании с использованием модифицированной среды Чапека. Материал и методы. Объектами исследования являлись 5 штаммов четырех видов микромицетов из коллекции микроорганизмов ВИЛАР: Aspergillus fumigatus F 22, A. sydowii F 25, Botrytis terrestris F 38, Cladosporium herbarum F 33, 57. Глубинное культивирование проводили с использованием жидкой модифицированной среды Чапека с частичной заменой сахарозы на коллаген (0,5% сахарозы и 1,5% коллагена). В фильтратах культуральной жидкости определяли концентрацию белка, сахарозы, общую протеолитическую и коллагенолитическую активность. Результаты. Проведенные исследования показали, что в процессе глубинного культивирования исследованные микромицеты росли на модифицированных средах с частичной заменой сахарозы на коллаген. Отмечено, что на 3-и - 4-е сутки наблюдалась полная утилизация сахарозы из питательной жидкости и начало активного накопления внеклеточных белков. Обнаружено, что микромицет A. fumigatus F 22 обладал наибольшей общей протеолитической и удельной протеолитической активностью в процессе культивирования, а также максимальной коллагенолитической активностью секретируемых ферментов. Выводы. На основе полученных результатов культура A. fumigatus F 22 выбрана для дальнейших исследований в качестве потенциального продуцента коллагеназ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

З. К Никитина

Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений

Email: nikitinaz@yandex.ru
д.б.н., профессор, гл. науч. сотрудник

И. К Гордонова

Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений

Email: gordonova777@yandex.ru
к.б.н., вед. науч. сотрудник

Э. М Насибов

Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikitinaz@yandex.ru

аспирант

Список литературы

  1. Tandon S., Sharma A., Singh S., et al. Therapeutic enzymes: Discoveries, production and applications. J. Drug Delivery Science and Technology. 2021; 63: 102455-102472.
  2. Alipour H., Raz A., Zakeri S., et al. Therapeutic applications of collagenase (metalloproteases): A review. Asian. Pac. J. Trop. Biomed. 2016; 6(11): 975-981.
  3. Архинчеева Н.Ц., Бальхаев И.М. Современное состояние и перспективные направления развития пептидной терапии. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2022; 25(2): 3-6.
  4. Кистенев Ю.В., Вражнов Д.А., Николаев В.В. и др. Исследование пространственной структуры коллагена с применением методов многофотонной микроскопии и машинного обучения. Успехи биологической химии. 2019; 59: 219-252.
  5. Потехина Ю.П. Структура и функции коллагена. Российский остеопатический журнал. 2016; № 1-2 (32-33): 87-99.
  6. Fields G.B. Interstitional collagen catabolism. J. Biol. Chem. 2013; 288 (13): 8785-8793.
  7. Waycaster C., Carter M.J., Gilligan A.M., et al. Comparative cost and clinical effectiveness of clostridial collagenase ointment for chronic dermal ulcers. J. Comp. Eff. Res. 2018; 7(2): 149-165.
  8. Майорова А.В., Сысуев Б.Б., Иванкова Ю.О., Ханалиева ИА. Коллагеназы в медицинской практике: современные средства на основе коллагеназы и перспективы их совершенствования. Фармация и фармакология. 2019; 7(5): 260-270.
  9. Zhang D., Zhang Y., Wang Z., Zhang X., et al. Target radiofrequency combined with collagenase chemonucleolysis in the treatment of lumbar intervertebral disc herniation. Int. J. Clin. Exp. Med. 2015; 8(1): 526-532.
  10. Salma S.S., Abdel-Halim M., Ali M.E., et al. Collagenase loaded chitosan nanoparticles for digestion of the collagenous scar in liver fibrosis: The effect of chitosan intrinsic collagen binding on the success of targeting. Europ. J. Pharmaceutics Biopharmaceutics. 2020; 148: 54-66.
  11. Ziegelmann M.J., Heslop D., Houlihan M., et al. The Influence of Indentation Deformity on Outcomes with Intra-lesional Collagenase Clostridium Histolyticum Monotherapy for Peyronie's Disease. Urology. 2020; 139: 122-128.
  12. Corder R.D., Gadi S.V., Vachieri R.B., et al. Using rheology to quantify the effects of localized collagenase treatments on uterine fibroid digestion. Acta Biomater. 2021; 134: 443-452.
  13. Loganathan G., Balamurugan A.N., Venugopal S. Human pancreatic tissue dissociation enzymes for islet isolation: Advances and clinical perspectives. Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews. 2020; 14: 159-166.
  14. Wanderley M.C.A., Wanderley J.M., Neto D., et al. Colla-genolytic enzymes produced by fungi: a systematic review. Brasilian J. Microbiology. 2017; 48: 13-24.
  15. Sharkova T.S., Kurakov A.V., Osmolovskiy A.A., et al. Screening of producers of proteinases with fibrinolytic and colla-genolytic activities among micromycetes. Microbiology. 2015; 84(3): 359-64.
  16. Zhang Y.-Z., Ran L.-Y., Li C.-Y., Chen X.-L. Diversity, structures, and collagen-degrading mechanisms of bacterial colla-genolytic proteases. Appl. Environ. Microbiol. 2015; 81: 6098-6107.
  17. Pal G.K., Suresh P. V. Microbial collagenases: Challenges and prospect in production and potential applications in food and nutrition. RSC Advances. 2016; 6: 40-56.
  18. Daboor S.M., Budge S.M., Ghaly A.E., et al. Extraction and purification of collagenase enzymes: a critical review. Am. J. Biochem. Biotechnol. 2010; 6(4): 239-263.
  19. Конон А.Д., Петровский С.В., Шамбурова М.Ю. и др. Особенности биотехнологий клостридиальных коллагеназ - перспективных ферментов медицинского назначения. Медицина экстренных ситуаций. 2019; № 2(56): 45-57.
  20. Никитина З.К., Гордонова И.К., Насибов ЭМ. Сравнительная характеристика коллагенолитической активности грибов, относящихся к различным родам. Сб. материалов юбилейной Междунар. научн. конф. «90 лет - от растения до лекарственного препарата: достижения и перспективы». М., 2021; 293-300.
  21. Кусакина М.Г., Суворов В.И., Чудинова Л.А. Большой практикум «Биохимия». Лабораторные работы: учеб. пособие. Пермь: Перм. гос. нац. исслед. ун-т, 2012; 148 с.
  22. Lee Y.P., Takahashi T. An improved colorimetric determination of amino acids with the use of ninhydrin. Analytical Biochemistry. 1996; 14: 71-77.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Изменение концентрации белка и сахарозы в фильтратах при культивировании микромицетов

Скачать (204KB)
3. Рис. 2. Изменение общей протеолитической активности в фильтратах при культивировании микромицетов

Скачать (100KB)
4. Рис. 3. Изменение удельной протеолитической активности в фильтратах при культивировании микромицетов

Скачать (73KB)

© ИД "Русский врач", 2022

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах