Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко
Воронеж, Воронежская область, Россия
Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко
Воронеж, Воронежская область, Россия
Воронеж, Воронежская область, Россия
Севастопольский государственный университет
Воронеж, Воронежская область, Россия
Воронеж, Воронежская область, Россия
Папаин (КФ 3.4.22.2) является эндолитической цистеиновой протеазой, которую получают из латекса папайи (Carica papaya L.). На сегодняшний день данный фермент рассматривается в качестве противовоспалительного, антикоагулянтного и гемолитического средства, также субстанции, ускоряющей восстановление тканей. Хитозан относят к универсальному сорбенту, который связывает широкий ряд веществ органического и неорганического происхождения. Он обладает антимикробной активностью, биоразлагаемостью, нетоксичностью и биоадгезивными свойствами. Целью нашей работы является изучение сочетанного действия УФ-излучения и температуры на активность свободного и иммобилизованного на матрице средне- и высокомолекулярного хитозанов папаина. В качестве объекта исследования был выбран папаин, субстратами для гидролиза служили бычий сывороточный альбумин (БСА) и азоказеин, носителями для иммобилизации – средне- (Мr = 200 кДа, степень деацетилирования (СД) 82 %) и высокомолекулярный (Мr = 350 кДа, СД = 94,85 %) хитозаны. Показано, что энзим становится более устойчивым к изменению температурного режима, а также к УФ-облучению после его иммобилизации. При 90 °С нативный папаин полностью инактивируется, в то время как сорбированный фермент на средне- и высокомолекулярном хитозанах сохраняет 45 и 57 % своей начальной активности, соответственно. После сорбции папаина на матрице полисахаридов при воздействии доз от 151 до 6040 Дж/м2 каталитическая способность фермента изменялась в меньшей степени, чем у его растворимой формы. Протеолитическая способность иммобилизованного на высокомолекулярном хитозане биокатализатора после УФ-облучения даже увеличивалась на 13-27 % от первоначального уровня.
папаин, иммобилизация, хитозан, УФ-облучение
1. Holyavka M., Koroleva V., Olshannikova S., Artyukhov V., Faizullin D., Zakhartchenko N., Zuev Y., Kondratyev M., Zakharova E. Novel biotechnological formulations of cysteine proteases, immobilized on chitosan. Structure, stability and activity. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, vol. 180, pp. 161-176.
2. Холявка М.Г., Наквасина М.А., Артюхов В.Г. Практикум по биотехнологии: иммобилизованные биологические объекты в системе лабораторных работ. Учебное пособие, Воронеж, 2017.
3. Холявка М.Г., Артюхов В.Г. Иммобилизованные биологические системы: биофизические аспекты и практическое применение. Учебное пособие, Воронеж, 2017.
4. Baidamshina D.R., Trizna E.Y. et al. Anti-biofilm and wound-healing activity of chitosan-immobilized ficin. International Journal of Biological Macromolecules, 2020, vol. 164, pp. 4205-4217.
5. Fileti A.M.F., Fischer G.A., Tambourgi E.B. Neural modeling of bromelain extraction by reversed micelles. Brazilian Archives of Biology and Technology, 2010, vol. 53, pp. 455-463, doi:https://doi.org/10.1590/S1516-89132010000200026.
6. Grzonka Z., Kasprzykowski F., Wiczk W. Cysteine proteases. Industrial Enzymes, Springer, New York. J. Polaina, 2007, pp. 181-195.
7. Konno K., Hirayama C., Nakamura M., Tateishi K., Tamura Y., Hattori M., Kohno K. Papain protects papaya trees from herbivorous insects: role of cysteine proteases in latex. The Plant Journal, 2004, vol. 37, pp. 370-378, doi:https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.2003.01968.x.
8. Khanna N., Panda P.C. The effect of papain on tenderization and functional properties of spending hen meat cuts. Indian Journal of Animal Research, 2007, vol. 41, pp. 55-58.
9. Baidamshina D.R., Trizna E.Y., Kayumov A.R., Koroleva V.A., Olshannikova S.S., Artyukhov V.G., Holyavka M.G., Bogachev M.I. Biochemical properties and anti-biofilm activity of chitosan-immobilized papain. Marine Drugs, 2021, vol. 19, p. 197.
10. Silva D.F., Rosa H., Carvalho A.F.A., Neto P.O. Immobilization of papain on chitin and chitosan and recycling of soluble enzyme for deflocculation of Saccharomyces cerevisiae from bioethanol distilleries. Enzyme Research, 2015, art. id 573721, doi:https://doi.org/10.1155/2015/573721.
11. Albuquerque P.B.S., de Oliveira W.F., dos Santos Silva P.M., dos Santos Correia M.T., Kennedy J.F., Coelho L.C.B.B. Epiphanies of well-known and newly discovered macromolecular carbohydrates - A review. International Journal of Biological Macromolecules, 2020, vol. 156, pp. 51-66, doi:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.04.046.
12. Королева В.А., Холявка М.Г., Артюхов В.Г., Сазыкина С.М., Тимошилова А.А., Олыпанникова С.С. Разработка методики иммобилизации фицина на матрицах кислоторастворимых хитозанов. В сборнике: Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов. Межрегиональный сборник научных работ. Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I. Воронеж, 2015, с. 99-102.
13. Sabirova A.R., Rudakova N.L., Balaban N.P., Ilyinskaya O.N., Demidyuk I.V., Kostrov S.V., Rudenskaya G.N., Sharipova M.R. A novel secreted metzincin metalloproteinase from Bacillus intermedius. FEBS Lett., 2010, vol. 584, no. 21, pp. 4419-4425, doi:https://doi.org/10.1016/j.febslet.2010.09.049.
