Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54453 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ACTION OF UV RADIATION ON FREE AND IMMOBILIZED TRIPSINE AND COLLAGENASE ДЕЙСТВИЕ УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ НА СВОБОДНЫЕ И ИММОБИЛИЗОВАННЫЕ ТРИПСИН И КОЛЛАГЕНАЗУ Панкова С М Pankova S M sazykina.93@mail.ru Холявка М Г Holyavka M G Артюхов В Г Artyukhov V G Воронежский государственный университет ru Voronezh State University ru Воронежский государственный университет ru Voronezh State University ru Воронежский государственный университет ru Voronezh State University ru 25 09 2019 25 09 2019 4 3 405 408 20 09 2019 20 09 2019 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54453/view

Исследованы механизмы воздействия УФ-света в диапазоне доз 151-6040 Дж/м2 на трипсин и коллагеназу, свободные и иммобилизованные на матрице кислоторастворимых среднемолекулярного (200 кДа) и высокомолекулярного (350 кДа) хитозанов. Ферментативная активность молекул свободных протеаз под воздействием УФ-света подвержена изменению в большей степени, чем в иммобилизованном состоянии. Иммобилизация приводит к повышению стабильности гетерогенных биокатализаторов по отношению к УФ-облучению по сравнению со свободными энзимами, возможно, за счет образования комплекса фермент-носитель, белки становятся более устойчивыми к такому физическому агенту как УФ-свет. Приведенные в работе данные свидетельствуют о фотопротекторном эффекте матрицы хитозана, который может быть обусловлен следующими причинами: молекулы трипсина и коллагеназы при взаимодействии с матрицей хитозана образуют фоторезистентные комплексы; молекулы хитозана экранируют активные фотопродукты свободнорадикальной природы, предотвращая фотоокисление определенного числа аминокислот указанных ферментов при воздействии УФ-облучения.

The mechanisms of exposure to UV light in the dose range of 151-6040 J/m2 on trypsin and collagenase free and immobilized on a matrix of acid-soluble medium molecular weight (200 kDa) and high molecular weight (350 kDa) chitosans were studied. The enzymatic activity of molecules of free proteases under the influence of UV light is subject to change to a greater extent than in the immobilized state. Immobilization leads to an increase in the stability of heterogeneous biocatalysts with respect to UV irradiation compared to free enzymes, possibly due to the formation of an enzyme - carrier complex, proteins become more resistant to such a physical agent as UV light. The data presented in this paper testify to the photoprotective effect of the chitosan matrix, which may be due to the following reasons: trypsin and collagenase molecules interact with the chitosan matrix to form photoresistant complexes; Chitosan molecules screen active photoproducts of a free radical nature, preventing the photo-oxidation of a certain number of amino acids of these enzymes when exposed to UV light.

 УФ-излучение трипсин коллагеназа иммобилизация хитозан UV radiation trypsin collagenase immobilization chitosan

Пиняскина Е.В. Реактивирующее и протекторное действие красного света на дрожжевые клетки, инактивированные УФ-излучением. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2011, т. 13, № 1 (5), c. 1137-1139. @@[Pinyaskina E.V. The reactive and protective effect of red light on yeast cells inactivated by UV radiation. Bulletin of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2011, vol. 13, no. 1 (5), pp. 1137-1139. (In Russ.)] Pinyaskina E.V. Reaktiviruyuschee i protektornoe deystvie krasnogo sveta na drozhzhevye kletki, inaktivirovannye UF-izlucheniem. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossiyskoy akademii nauk, 2011, t. 13, № 1 (5), c. 1137-1139. @@[Pinyaskina E.V. The reactive and protective effect of red light on yeast cells inactivated by UV radiation. Bulletin of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2011, vol. 13, no. 1 (5), pp. 1137-1139. (In Russ.)] Реброва Г.А., Василевский В.К., Ребров Л.Б., Осипова Л.А., Быков В.А. Биохимическое и фотометрическое исследование модификации структуры коллагена при УФ-облучении. Биомедицинская химия, 2007, т. 53, № 4, с. 442-453. @@[Rebrova G.A., Vasilevskij V.K., Rebrov L.B., Osipova L.A., Bykov V.A. Biochemical and photometric studies of the modification of collagen structure under UV irradiation. Biomedicinskaya himiya, 2007, vol. 53, no. 4, pр. 442-453. (In Russ.)] Rebrova G.A., Vasilevskiy V.K., Rebrov L.B., Osipova L.A., Bykov V.A. Biohimicheskoe i fotometricheskoe issledovanie modifikacii struktury kollagena pri UF-obluchenii. Biomedicinskaya himiya, 2007, t. 53, № 4, s. 442-453. @@[Rebrova G.A., Vasilevskij V.K., Rebrov L.B., Osipova L.A., Bykov V.A. Biochemical and photometric studies of the modification of collagen structure under UV irradiation. Biomedicinskaya himiya, 2007, vol. 53, no. 4, pr. 442-453. (In Russ.)] Костина Н.Ю., Горшкова М.Ю., Изумрудов В.А. Водорастворимые полиплексы модифицированного хитозана. Высокомолекулярные соединения. Серия А, 2011, т. 53, № 10, с. 1767-1775. @@[Kostina N.Yu., Gorshkova M.Yu., Izumrudov V.A. Water-soluble polyplexes of modified chitosan. High molecular weight compounds. Series A, 2011, vol. 53, no. 10, pp. 1767-1775. (In Russ.)] Kostina N.Yu., Gorshkova M.Yu., Izumrudov V.A. Vodorastvorimye polipleksy modificirovannogo hitozana. Vysokomolekulyarnye soedineniya. Seriya A, 2011, t. 53, № 10, s. 1767-1775. @@[Kostina N.Yu., Gorshkova M.Yu., Izumrudov V.A. Water-soluble polyplexes of modified chitosan. High molecular weight compounds. Series A, 2011, vol. 53, no. 10, pp. 1767-1775. (In Russ.)] Jung W., Winter H. Considerations for the Use of Clostridial Collagenase in Clinical Practice. Journal of Clinical Drug Investigation, 1998, vol. 15, no. 3. DOI: 10.2165/00044011-199815030-00009. Jung W., Winter H. Considerations for the Use of Clostridial Collagenase in Clinical Practice. Journal of Clinical Drug Investigation, 1998, vol. 15, no. 3. DOI: 10.2165/00044011-199815030-00009. Peacock Jr. E.E., Collagenolysis M.D. The Other Side of the Equation World. World Journal of Surgery, 1980, vol. 4. DOI: 10.1007/BF02393385. Peacock Jr. E.E., Collagenolysis M.D. The Other Side of the Equation World. World Journal of Surgery, 1980, vol. 4. DOI: 10.1007/BF02393385. Watanabe K. Collagenolytic proteases from bacteria. Journal of Applied Microbiology and Biotechnology, 2004, vol. 63. DOI: 10.1007/s00253-003-1442-0. Watanabe K. Collagenolytic proteases from bacteria. Journal of Applied Microbiology and Biotechnology, 2004, vol. 63. DOI: 10.1007/s00253-003-1442-0. Холявка М.Г., Артюхов В.Г., Сазыкина С.М. Исследование процессов УФ-модификации свободного и иммобилизованного трипсина. Радиационная биология. Радиоэкология, 2017, т. 57, № 1, с. 66-70. DOI: 10.7868/S0869803117010064. @@[Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Sazykina S.M. Investigation of the processes of UV modification of free and immobilized trypsin. Radiation biology. Radioecology, 2017, vol. 57, no. 1, pp. 66-70. (In Russ.)] Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Sazykina S.M. Issledovanie processov UF-modifikacii svobodnogo i immobilizovannogo tripsina. Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya, 2017, t. 57, № 1, s. 66-70. DOI: 10.7868/S0869803117010064. @@[Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Sazykina S.M. Investigation of the processes of UV modification of free and immobilized trypsin. Radiation biology. Radioecology, 2017, vol. 57, no. 1, pp. 66-70. (In Russ.)] Логинова О.О., Холявка М.Г., Артюхов В.Г., Беленова А.С. Разработка методики получения гетерогенного биокатализатора на основе трипсина, иммобилизованного на матрице хитозана. Фундаментальные исследования, 2013, № 11-3, c. 484-487. @@[Loginova O.O., Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Development of a method for producing a heterogeneous biocatalyst based on trypsin immobilized on a chitosan matrix. Basic Research, 2013, no. 11-3, pp. 484-487. (In Russ.)] Loginova O.O., Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Belenova A.S. Razrabotka metodiki polucheniya geterogennogo biokatalizatora na osnove tripsina, immobilizovannogo na matrice hitozana. Fundamental'nye issledovaniya, 2013, № 11-3, c. 484-487. @@[Loginova O.O., Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Development of a method for producing a heterogeneous biocatalyst based on trypsin immobilized on a chitosan matrix. Basic Research, 2013, no. 11-3, pp. 484-487. (In Russ.)] Логинова О.О., Холявка М.Г., Артюхов В.Г., Беленова А.С. Подбор методики количественного определения трипсина, иммобилизованного на матрице хитозана, и его каталитической активности. Вестн. ВГУ. Серия: “Химия. Биология. Фармация”, 2013, № 2, с. 116-119. @@[Loginova O.O., Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Belenova A.S. Selection of methods for the quantitative determination of trypsin immobilized on a chitosan matrix and its catalytic activity. Vestn. VSU. Series: “Chemistry. Biology. Pharmacy”, 2013, no. 2, pp. 116-119. (In Russ.)] Loginova O.O., Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Belenova A.S. Podbor metodiki kolichestvennogo opredeleniya tripsina, immobilizovannogo na matrice hitozana, i ego kataliticheskoy aktivnosti. Vestn. VGU. Seriya: “Himiya. Biologiya. Farmaciya”, 2013, № 2, s. 116-119. @@[Loginova O.O., Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Belenova A.S. Selection of methods for the quantitative determination of trypsin immobilized on a chitosan matrix and its catalytic activity. Vestn. VSU. Series: “Chemistry. Biology. Pharmacy”, 2013, no. 2, pp. 116-119. (In Russ.)]