Изучение протеолититческой и коллагенолитической активности мицелиальных грибов в процессе глубинного культивирования


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт 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.

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)

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».