Ukr.Biochem.J. 2023; Том 95, № 5, вересень-жовтень, c. 98-107

doi: https://doi.org/10.15407/ubj95.05.098

Виділення та характеристика протеаз Bacillus sp. IMB B-7883

03.01.2024   Uncategorized   No comments

О. В. Гудзенко*, Л. Д. Варбанець

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К Заболотного НАН України, Київ;
*e-mail: alena.gudzenko81@gmail.com

Отримано: 20 липня 2023; Виправлено: 12 вересня 2023;
Затверджено: 27 жовтня 2023; Доступно онлайн: 06 листопада 2023

Представники Bacillus є одними з найкращих продуцентів протеаз, вивчених досі, оскільки вони виявляють широку субстратну специфічність, значну активність, стабільність, короткий період ферментації та низьку вартість. Раніше ми показали, що штам Bacillus sp. IMV B-7883 синтезує позаклітинні протеази, які виявляють еластолітичну та фібриногенолітичну активність. Метою роботи було виділення та очищення цих ензимів із культуральної рідини штаму-продуцента Bacillus sp. ІМВ В-7883, а також вивчити їх властивості. Виділення та очищення протеаз проводили осадженням культуральної рідини сульфатом амонію, гель-проникною та іонообмінною хроматографією та рехроматографією на Sepharose 6B. У результаті виділено протеази з еластолітичною та фібриногенолітичною активністю з молекулярною масою 23 та 20 кДа, відповідно, активність еластази зросла у 63,6 раза та фібриногенолітична активність – у 44,1 раза. Ензим з еластазною активністю мав рН-оптимум 7,0 і гідролізував лише еластин, тоді як ензим із фібриногенолітичною активністю був лужною протеазою з рН-оптимумом 8,0 і на додаток до фібриногену виявляв специфічність до фібрину та, у слідових кількостях, до колагену.

Ключові слова: , , , ,

Посилання:

  1. Solanki P, Putatunda C, Kumar A, Bhatia R, Walia A. Microbial proteases: ubiquitous enzymes with innumerable uses. 3 Biotech. 2021;11(10):428. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Razzaq A, Shamsi S, Ali A, Ali Q, Sajjad M, Malik A, Ashraf M. Microbial Proteases Applications. Front Bioeng Biotechnol. 2019;7:110. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. AlShaikh-Mubarak GA, Kotb E, Alabdalall AH, Aldayel MF. A survey of elastase-producing bacteria and characteristics of the most potent producer, Priestia megaterium gasm32. PLoS One. 2023;18(3):e0282963. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. Utility Model Patent No 145188. Strain Bacillus sp. – producer of extracellular elastase. Gudzenko OV, Varbanets LD, Butsenko LM, Pasichnyk LA. Bulletin No 22. 25.11.2020. (In Ukrainian).
  5. Utility Model Patent No 145577. Strain Bacillus sp. IMV B-7883 is a producer of extracellular proteinase with fibrinogenolytic activity. Gudzenko OV, Varbanets LD, Butsenko LM, Pasichnyk LA, Chernyshenko VO, Stohnii YM. Bulletin № 24. 28.12.2020 (In Ukrainian).
  6. Varbanets LD, Matseliukh EV. Peptidases of microorganisms and methods of their investigations. K: Naukova Dumka, 2014. 323 p.
  7. Chernyshenko V, Platonova T, Makogonenko Y, Rebriev A, Mikhalovska L, Chernyshenko T, Komisarenko S. Fibrin(ogen)olytic and platelet modulating activity of a novel protease from the Echis multisquamatis snake venom. Biochimie. 2014;105:76-83. PubMed, CrossRef
  8. Chernyshenko VO, Lugovska NE. Molecular mechanisms of intravascular inhibition and stimulation of extravascular thrombosis. Biotechnol Acta. 2021;14(6):5-22. CrossRef
  9. Gardiner EE, Andrews RK. The cut of the clot(h): snake venom fibrinogenases as therapeutic agents. J Thromb Haemost. 2008;6(8):1360-1362. PubMed, CrossRef
  10. Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J Biol Chem. 1951;193(1):265-275. PubMed
  11. Anson ML. The estimation of pepsin, trypsin, papain, and cathepsin with hemoglobin. J Gen Physiol. 1938;22(1):79-89. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Nidialkova NA, Matseliukh OV, Varbanets LD. Physico-chemical properties of Bacillus thuringiensis IMV B-7324 fibrinolytic peptidase. Mikrobiol Zh. 2013;75(4):3-7. (In Ukrainian). PubMed
  13. Moore S, Stein WH. Photometric ninhydrin method for use in the chromatography of amino acids. J Biol Chem. 1948;176(1):367-388. PubMed
  14. Masada M. Determination of the thrombolytic activity of Natto extract. Food Style. 2004;8(1):92-95.
  15. Santhi R. Microbial production of protease by Bacillus cereus using cassava waste water. Eur J Exp Biol. 2014;4(2):19-24.
  16. Craik CS, Page MJ, Madison EL. Proteases as therapeutics. Biochem J. 2011;435(1):1-16. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  17. Lei Y, Zhao P, Li C, Zhao H, Shan Z, Wu Q. Isolation, identification and characterization of a novel elastase from Chryseobacterium indologenes. Appl Biol Chem. 2018;61(3):365-372. CrossRef
  18. Komori Y, Nonogaki T, Nikai T. Hemorrhagic activity and muscle damaging effect of Pseudomonas aeruginosa metalloproteinase (elastase). Toxicon. 2001;39(9):1327-1332. PubMed, CrossRef
  19. Teufel P, Götz F. Characterization of an extracellular metalloprotease with elastase activity from Staphylococcus epidermidis. J Bacteriol. 1993;175(13):4218-4224. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  20. Chen Q, Guoqing H, Jinling W. Acid shock of elastase-producing Bacillus licheniformis ZJUEL31410 and its elastase characterization evaluation. J Food Eng. 2007;80(2):490-496. CrossRef
  21. Abd EI-Aziz AB, Hassan AA. Optimization of microbial elastase production. J Radiat Res Appl Sci. 2010;3(4B):1237-1257.
  22. Sharma C, Osmolovskiy A, Singh R. Microbial Fibrinolytic Enzymes as Anti-Thrombotics: Production, Characterisation and Prodigious Biopharmaceutical Applications. Pharmaceutics. 2021;13(11):1880. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  23. Baggio LM, Panagio LA, Gasparin FGM, Sartori D, Celligoi MAPC, Baldo C. Production of fibrinogenolytic and fibrinolytic enzymes by a strain of Penicillium sp. isolated from contaminated soil with industrial effluent. Acta Scientiarum. Health Sci. 2019;41(1):40606. CrossRef
  24. Chiou SH, Chen YS. Characterization of two major families of fibrinogenolytic proteases from the venom of Taiwan habu with special reference to their medical applications. Toxin Rev. 2005;24(1):43-61. CrossRef
  25. Xiao P, Yao S, Rizwan-Ur-Rehman, Kang R, Wang Y. A fibrinolytic enzyme produced by Bacillus subtilis using Chickpea (Cicer arietinum L.) as substrate. Adv J Food Sci Technol. 2014;6(12):1294-1300. CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.