RU1795643C

RU1795643C - Method for production of biologically active complex

Info

Publication number: RU1795643C
Authority: RU
Inventors: М.В. Гафарова; Г.П. Иванова; Т.М. Таратина; Н.В. Савельева; Л.И. Фатеева; Г.Е. Афиногенов; М.С. Поляк; Е.Ф. Панарин; Б.В. Москвичев
Priority date: 1992-02-05
Filing date: 1992-02-05
Publication date: 1996-05-27

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: salt of copolymer of vinyl pyrrolidone and crotonic acid with base of dimethyl benzylalkyl ammonium is used as high molecular weight compound. Terrilitine and said compound interacts at mass ratio 1:8-1:12, pH being 6.0-8.0. EFFECT: increases stability of proteolytic activity of desired product. 1 tbl

Description

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к получению полимерных соединений, обладающих биологической активностью, которые могут найти применение в медицине. В медицинской практике, например, при лечении ран, ожогов, гнойных и воспалительных заболеваний необходимо проводить лечение препаратами, обладающими одновременно антимикробным и протеолитическим действием. По источникам научно-технической информации и патентной документации не выявлены способы получения таких препаратов. The invention relates to the chemistry of macromolecular compounds, namely to the production of polymer compounds with biological activity, which can be used in medicine. In medical practice, for example, in the treatment of wounds, burns, purulent and inflammatory diseases, it is necessary to carry out treatment with drugs that have both antimicrobial and proteolytic effects. According to the sources of scientific and technical information and patent documentation, no methods for obtaining such preparations were identified.

Известен способ получения водорастворимых физиологически активных полимерных солей путем взаимодействия сополимеров винилпирролидона и непредельных кислот с четвертичными аммониевыми основаниями. Полученная полимерная соль обеспечивает широкий спектр противомикробного действия. A known method of producing water-soluble physiologically active polymer salts by the interaction of copolymers of vinylpyrrolidone and unsaturated acids with quaternary ammonium bases. The resulting polymer salt provides a wide spectrum of antimicrobial activity.

Известны ферменты микробного происхождения, обладающие протеолитическим действием, которые могут быть использованы в медицине. В лечебной практике используются водные растворы этих ферментов, например террилитин, при этом специфическая активность его в таких условиях сохраняется очень непродолжительное время. Специфическая активность раствора нативного террилитина при хранении в холодильнике сохраняется в течение 0,5-1 мес. Known enzymes of microbial origin with a proteolytic effect, which can be used in medicine. In medical practice, aqueous solutions of these enzymes are used, for example terrilithin, while its specific activity under such conditions remains very short. The specific activity of the solution of native terrilithin when stored in the refrigerator is stored for 0.5-1 months.

Целью изобретения является увеличение стабильности протеолитической активности целевого продукта. The aim of the invention is to increase the stability of the proteolytic activity of the target product.

Поставленная цель достигается в способе получения биологически активного комплекса, включающем взаимодействие при комнатной температуре в водном растворе террилитина с высокомолекулярным соединением, тем, что в качестве высокомолекулярного соединения используют соль сопо- лимеров винилпирролидона с кротоновой кислотой и основания диметилбензилалкиламмония, а взаимодействие террилитина с высокомолекулярным соединением проводят при рН среды 6,0-8,0 и массовом соотношении общего количества террилитина и соли сополимера, равном 1: 8-1: 12, при удельной протеолитической активности террилитина не менее 25 ПЕ/мг белка. The goal is achieved in a method for producing a biologically active complex, including the interaction at room temperature in an aqueous solution of terrilithin with a high molecular weight compound, in that the salt of vinylpyrrolidone copolymers with crotonic acid and dimethylbenzylalkylammonium bases are used as a high molecular weight compound, and the interaction of terrilithin with high molecular weight compounds at a pH of 6.0-8.0 and a weight ratio of the total amount of terrilithin and the copolymer salt equal to 1: 8-1: 12, with a specific proteolytic activity of terrilitin of at least 25 PE / mg protein.

Условия образования биологически активного комплекса определяются природой фермента, его концентрацией, а также такими параметрами реакционной среды, как рН, присутствием неорганических солей и т.д. The conditions for the formation of a biologically active complex are determined by the nature of the enzyme, its concentration, as well as by such parameters of the reaction medium as pH, the presence of inorganic salts, etc.

Образование биологически активного комплекса по изобретению происходит в результате электростатического взаимодействия между противоположно заряженными функциональными группами фермента и полимерной соли, т.е. с одной стороны происходит усиление гидрофобных взаимодействий внутри глобулы белка, приводящее к стабилизации нативной структуры, с другой стороны создаваемое гибкоцепным многозарядным полимером микроокружение препятствует агрегации молекул фермента, тем самым предотвращая явление автолиза, приводящее к потере активности. Одновременно антисептические свойства полимерной соли предотвращают бактериальное заражение раствора, содержащего фермент. Биологически активный комплекс по изобретению сохраняет протеолитическую активность длительное время (12 месяцев) находясь в водном растворе, в отличие от известных комплексов (см. таблицу). The formation of the biologically active complex according to the invention occurs as a result of electrostatic interaction between the oppositely charged functional groups of the enzyme and the polymer salt, i.e. on the one hand, there is an increase in hydrophobic interactions inside the protein globule, leading to stabilization of the native structure, on the other hand, the microenvironment created by the flexible chain multiply charged polymer prevents the aggregation of enzyme molecules, thereby preventing the phenomenon of autolysis, leading to loss of activity. At the same time, the antiseptic properties of the polymer salt prevent bacterial infection of the solution containing the enzyme. The biologically active complex according to the invention retains proteolytic activity for a long time (12 months) while in aqueous solution, in contrast to the known complexes (see table).

П р и м е р 1. 250 мл раствора полимерной соли сополимера винилпирролидона с кротоновой кислотой и основания диметилбензилалкиламмония с концентрацией полимерной соли 16 мг/мл в 0,1 М растворе NaCl смешивают с 250 мл рабочего раствора террилитина. Рабочий раствор террилитина готовят из водного концентрата террилитина концентрации 2,9 мг белка/мл с активностью 80 ПЕ/мл, сливая 175 мл концентрата террилитина с 75 мл дистиллированной воды. При этом в реакционной смеси общим объемом 500 мл реализуются условия взаимодействия по концентрации реагирующих компонентов: полимерной соли 8 мг/мл, террилитин 1 мг белка/мл, следовательно, массовое соотношение террилитин (по белку): полимерная соль равно 1:8 при удельной активности фермента 25 ПЕ/мг белка. Example 1. 250 ml of a polymer salt solution of a vinylpyrrolidone copolymer with crotonic acid and a dimethylbenzylalkylammonium base with a polymer salt concentration of 16 mg / ml in a 0.1 M NaCl solution are mixed with 250 ml of terrylitin working solution. A terrilithin working solution is prepared from an aqueous terrilithin concentrate with a concentration of 2.9 mg protein / ml with an activity of 80 PE / ml, draining 175 ml of terrilithin concentrate with 75 ml of distilled water. At the same time, in the reaction mixture with a total volume of 500 ml, the interaction conditions for the concentration of reacting components are realized: polymer salt 8 mg / ml, terrilithin 1 mg protein / ml, therefore, the mass ratio of terrilithin (protein): polymer salt is 1: 8 with specific activity enzyme 25 PE / mg protein.

Полученную реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 15-20 мин при рН 6,0. При отклонении значения рН от заявляемого интервала, которое может произойти в результате взаимодействия компонентов, реакционную смесь подтитровывают 2-3 каплями концентрированного раствора едкого натра или соляной кислоты соответственно. Процесс ведут при интенсивном перемешивании на магнитной мешалке. Биологически активный комплекс выделяют лиофильно. The resulting reaction mixture was stirred at room temperature for 15-20 minutes at pH 6.0. If the pH deviates from the claimed range, which may occur as a result of the interaction of the components, the reaction mixture is triturated with 2-3 drops of a concentrated solution of sodium hydroxide or hydrochloric acid, respectively. The process is conducted with vigorous stirring on a magnetic stirrer. The biologically active complex is isolated lyophilically.

Полученный биологически активный комплекс хорошо растворим в воде, обладает высокой протеолитической активностью и антимикробными свойствами, эффективен в отношении штаммов микроорганизмов, устойчивых к действию антибиотиков. Выход по протеолитической активности составляет 90%
П р и м е р 2. Как в примере 1,250 мл раствора полимерной соли концентрации 24 мг/мл в 0,1 М растворе NaCl смешивают с 250 мл рабочего раствора террилитина, полученного из концентрата фермента, содержащего 2,9 мг белка/мл с активностью 100 ПЕ/мл, рН реакционной среды 8,0. При этом реализуются следующие условия получения биологически активного комплекса массовое соотношение фермент (по белку) полимерная соль 1:12, удельная активность террилитина 35 ПЕ/мг белка. Лиофильно высушенный целевой продукт биологически активный комплекс имеет выход по протеолитической активности 96% Весь белок в комплексе связан с полимерной солью.The obtained biologically active complex is highly soluble in water, has high proteolytic activity and antimicrobial properties, is effective against microorganism strains resistant to antibiotics. The yield of proteolytic activity is 90%
PRI me R 2. As in the example, 1.250 ml of a polymer salt solution of a concentration of 24 mg / ml in a 0.1 M NaCl solution is mixed with 250 ml of a terrilithin working solution obtained from an enzyme concentrate containing 2.9 mg of protein / ml s activity of 100 PE / ml, the pH of the reaction medium is 8.0. In this case, the following conditions for obtaining a biologically active complex are realized: the mass ratio of the enzyme (for protein) polymer salt is 1:12, the specific activity of terrilithin is 35 PE / mg protein. The lyophilized dried target product of the biologically active complex has a 96% yield of proteolytic activity. All protein in the complex is bound to the polymer salt.

П р и м е р 3. Как в примере 1,250 мл раствора полимерной соли концентрации 10 мг/мл в 0,1 М растворе NaCl смешивают с 250 мл рабочего раствора фермента, полученного из концентрата террилитина с концентрацией 2,9 мг белка/мл и активностью 100 ПЕ/мл. При этом реализуются следующие условия: массовое соотношение фермент (по белку) полимерная соль 1:5, удельная активность террилитина 35 ПЕ/мг белка. Протеолитическая активность лиофильно высушенного комплекса составляет 95% от исходной. Результат гель-хроматографии показал, что только небольшая часть активного белка (15%) связана в высокомолекулярный комплекс. При этом полученный препарат не проявляет необходимое антимикробное действие. Тест на обсемененность препарата показал наличие микрофлоры до 1000 КОЕ/мл. PRI me R 3. As in the example, 1.250 ml of a polymer salt solution of a concentration of 10 mg / ml in a 0.1 M NaCl solution is mixed with 250 ml of a working solution of the enzyme obtained from terrilithin concentrate with a concentration of 2.9 mg of protein / ml and activity of 100 PE / ml. In this case, the following conditions are realized: the mass ratio of the enzyme (for protein) to the polymer salt is 1: 5, the specific activity of terrilithin is 35 PE / mg protein. The proteolytic activity of the lyophilized dried complex is 95% of the original. The result of gel chromatography showed that only a small part of the active protein (15%) is bound to a high molecular weight complex. In this case, the resulting preparation does not show the necessary antimicrobial effect. Test for dissemination of the drug showed the presence of microflora up to 1000 CFU / ml.

П р и м е р 4. Как в примере 1, 250 мл раствора полимерной соли концентрации 40 мг/мл в 0,1 м растворе NaCl смешивают с 250 мл рабочего раствора фермента, полученного из концентрата террилитина, содержащего 2,9 мг белка/мг с активностью 100 ПЕ/мл при рН среды 7,0. При этом реализуются следующие условия массовое соотношение фермент (по белку): полимерная соль 1:20, удельная активность 35 ПЕ/мг белка. PRI me R 4. As in example 1, 250 ml of a polymer salt solution of a concentration of 40 mg / ml in a 0.1 m NaCl solution is mixed with 250 ml of a working enzyme solution obtained from terrilithin concentrate containing 2.9 mg of protein / mg with an activity of 100 PE / ml at a pH of 7.0. In this case, the following conditions are realized: enzyme mass ratio (for protein): polymer salt 1:20, specific activity 35 PE / mg protein.

Протеолитическая активность высушенного комплекса составляет 50% от исходной. The proteolytic activity of the dried complex is 50% of the original.

П р и м е р 5. Получение биологически активного комплекса проводят, как описано в примере 1 за исключением того, что раствор полимерной соли берут в концентрации 20 мг/мл, а взаимодействие происходит в 0,05 М фосфатном буфере, рН 5,0. PRI me R 5. Obtaining a biologically active complex is carried out as described in example 1 except that the polymer salt solution is taken at a concentration of 20 mg / ml, and the interaction occurs in 0.05 M phosphate buffer, pH 5.0 .

При этом реализуются следующие условия: массовое соотношение фермент (по белку): полимерная соль 1:10 при удельной активности террилитина 25 ПЕ/мг белка. Протеолитическая активность лиофильно высушенного комплекса составляет 30% от исходной активности фермента. In this case, the following conditions are realized: mass ratio of the enzyme (for protein): polymer salt 1:10 with a specific activity of terrilithin 25 PE / mg protein. The proteolytic activity of the freeze-dried complex is 30% of the initial activity of the enzyme.

П р и м е р 6. Получение биологически активного комплекса проводят, как описано в примере 2, за исключением того, что взаимодействие террилитина с полимерной солью происходит в 0,1 М содовом буферном растворе, рН 9,0. При этом реализуются условия массовое соотношение фермент (по белку): полимерная соль 1: 12, удельная активность террилитина 35 ПЕ/мг белка. В этих условиях происходит образование высокомолекулярного комплекса с протеолитической активностью 25% от исходной активности фермента. PRI me R 6. Obtaining a biologically active complex is carried out as described in example 2, except that the interaction of terrilithin with a polymer salt occurs in 0.1 M soda buffer solution, pH 9.0. In this case, the conditions are realized: the mass ratio of the enzyme (for protein): polymer salt is 1: 12, the specific activity of terrilithin is 35 PE / mg of protein. Under these conditions, the formation of a high molecular weight complex with proteolytic activity of 25% of the initial activity of the enzyme.

П р и м е р 7. Биологически активный комплекс получают аналогично описанному способу по примеру 1. Берется 250 мл раствора полимерной соли концентрации 24 мг/мл в 0,1 М растворе NaCl и смешивается с 250 мл рабочего раствора фермента, полученного из концентратора террилитина, содержащего 2,9 мг белка/мг с активностью 45 ПЕ/мл, рН среды 7,0. При этом реализуются следующие условия получения биологически активного комплекса: массовое соотношение фермент (по белку): полимерная соль 1:12, удельная активность террилитина 15 ПЕ/мг белка. Протеолитическая активность высушенного лиофильно комплекса составляет 95% от исходной активности фермента или 1,0 ПЕ/мг, что недостаточно для создания лечебного действия. PRI me R 7. The biologically active complex is obtained similarly to the described method according to example 1. Take 250 ml of a solution of a polymer salt of a concentration of 24 mg / ml in a 0.1 M solution of NaCl and mixes with 250 ml of a working solution of the enzyme obtained from the terrilithin concentrator containing 2.9 mg of protein / mg with activity 45 PE / ml, pH 7.0. In this case, the following conditions for the preparation of a biologically active complex are realized: mass ratio of enzyme (for protein): polymer salt 1:12, specific activity of terrilithin 15 PE / mg protein. The proteolytic activity of the dried lyophilic complex is 95% of the initial activity of the enzyme or 1.0 PE / mg, which is not enough to create a therapeutic effect.

П р и м е р 8. Биологически активный комплекс получают аналогично описанному способу по примеру 1. Берут 250 мл раствора полимерной соли концентрации 20 мг/мл в 0,1 М растворе NaCl, смешивают с 250 мл рабочего раствора террилитина, содержащего 2 мг белка/мл с активностью 90 ПЕ/мл. Рабочий раствор террилитина готовят, растворяя 500 мг высокоочищенного лиофильно высушенного фермента в 250 мл дистиллированной воды. При этом реализуются следующие условия взаимодействия по концентрации реагирующих компонентов: полимерной соли 10 мг/мл, террилитина 1 мг белка/мл, следовательно, массовое соотношение террилитин (по белку): полимерная соль 1:10 при удельной активности фермента 45 ПЕ/мг белка. При проведении реакции взаимодействия наблюдается потеря активности фермента. Протеолитическая активность высушенного комплекса составляет 30% от исходной. PRI me R 8. The biologically active complex is obtained similarly to the described method according to example 1. Take 250 ml of a polymer salt solution of a concentration of 20 mg / ml in a 0.1 M NaCl solution, mix with 250 ml of a working solution of terrilithin containing 2 mg of protein / ml with an activity of 90 PE / ml. A terrilitin working solution is prepared by dissolving 500 mg of a highly purified lyophilized dried enzyme in 250 ml of distilled water. In this case, the following interaction conditions are realized according to the concentration of the reacting components: polymer salt 10 mg / ml, terrilithin 1 mg protein / ml, therefore, the mass ratio of terrilithin (protein): polymer salt 1:10 with a specific enzyme activity of 45 PE / mg protein. During the reaction, a loss of enzyme activity is observed. The proteolytic activity of the dried complex is 30% of the original.

Claims

A method of producing a biologically active complex, comprising reacting at room temperature in an aqueous solution of terrilithin with a high molecular weight compound, characterized in that, in order to increase the stability of the proteolytic activity of the complex, a vinylpyrrolidine copolymer salt with crotonic acid and dimethylbenzylalkylammonium base is used as a high molecular weight compound, and terrylithinin is used with a high molecular weight compound is carried out at a pH of 6.0 to 8.0 and a mass ratio of total CTBA terrilitina copolymer salt equal to 1 8 1 12, the specific proteolytic activity terrilitina not less than 25 CFU / mg protein.