ИЗУЧЕНИЕ ПРОТЕОЛИТИТЧЕСКОЙ И КОЛЛАГЕНОЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ГРИБОВ В ПРОЦЕССЕ ГЛУБИННОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2022-09-08
Номер журнала: 
9
Год издания: 
2022

З.К. Никитина
д.б.н., профессор, гл. науч. сотрудник,
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) (Москва, Россия)
E-mail: nikitinaz@yandex.ru
И.К. Гордонова
к.б.н., вед. науч. сотрудник,
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) (Москва, Россия)
E-mail: gordonova777@yandex.ru
Э.М. Насибов
аспирант,
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ФГБНУ ВИЛАР) (Москва, Россия)

Актуальность. Ферменты с протеолитической и коллагенолитической активностью в последние годы рассматриваются в качестве терапевти-ческих 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, посвя-щенных изучению гидролитической активности различных микроорганизмов, в настоящее время поиск новых продуцентов протеиназ и коллаге-наз 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: Asper-gillus fumigatus F 22, A. sydowii F 25, Botrytis terrestris F 38, Cladosporium herbarum F 33, 57. Глубинное культивирование проводили с использова-нием 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 моди-фицированных 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 коллаге-нолитической активностью секретируемых ферментов. Выводы. На основе полученных результатов культура A. fumigatus F 22 выбрана для дальнейших исследований в качестве потенциального продуцента коллагеназ.

Ключевые слова: 
мицелиальные грибы
протеолитическая и коллагенолитическая активность
глубинное культивирование.
Для цитирования: 
Никитина З.К., Гордонова И.К., Насибов Э.М. ИЗУЧЕНИЕ ПРОТЕОЛИТИТЧЕСКОЙ И КОЛЛАГЕНОЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ГРИБОВ В ПРОЦЕССЕ ГЛУБИННОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2022; (9): 53-59https://doi.org/10.29296/25877313-2022-09-08

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 пер-спективные 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. Исследова-ние пространственной структуры коллагена с применением ме-тодов многофотонной микроскопии и машинного обучения. Успехи биологической химии. 2019; 59: 21-252.
  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 oint-ment for chronic dermal ulcers. J. Comp. Eff. Res. 2018; 7(2): 149–165.
  8. Майорова А.В., Сысуев Б.Б., Иванкова Ю.О., Ханалиева И.А. 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 radiofre-quency combined with collagenase chemonucleolysis in the treat-ment 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 pancre-atic tissue dissociation enzymes for islet isolation: Advances and clinical perspectives. Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Re-search & Reviews. 2020; 14: 159-166.
  14. Wanderley M.C.A., Wanderley J.M., Neto D., et al. Collagenolytic enzymes produced by fungi: a systematic review. Brasilian J. Mi-crobiology. 2017; 48: 13-24.
  15. Sharkova T.S., Kurakov A.V., Osmolovskiy A.A., et al. Screening of producers of proteinases with fibrinolytic and collagenolytic 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 collagenolytic pro-teases. 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 purifi-cation 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. Особен-ности биотехнологий клостридиальных коллагеназ – перспек-тивных ферментов медицинского назначения. Медицина экс-тренных ситуаций. 2019; № 2(56): 45-57.
  20. Никитина З.К., Гордонова И.К., Насибов Э.М. Сравнительная характеристика коллагенолитической активности грибов, отно-сящихся к различным родам. Сб. материалов юбилейной Меж-дунар. 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 практи-кум «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