RU2610669C1 - Method for production of proteolytic preparation for medical use - Google Patents
Method for production of proteolytic preparation for medical use Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610669C1 RU2610669C1 RU2015144538A RU2015144538A RU2610669C1 RU 2610669 C1 RU2610669 C1 RU 2610669C1 RU 2015144538 A RU2015144538 A RU 2015144538A RU 2015144538 A RU2015144538 A RU 2015144538A RU 2610669 C1 RU2610669 C1 RU 2610669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- extract
- proteolytic enzymes
- precipitate
- complex
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- A61K38/43—Enzymes; Proenzymes; Derivatives thereof
- A61K38/46—Hydrolases (3)
- A61K38/48—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/48—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
- C12N9/50—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/48—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
- C12N9/50—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
- C12N9/64—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from animal tissue
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
Способ получения протеолитического препарата для медицинского примененияA method of obtaining a proteolytic drug for medical use
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к получению комплекса протеолитических ферментов, обладающих широким спектром протеолитической активности, способных гидролизовать белковые субстраты. Изобретение может найти применение в производстве медицинских препаратов.The invention relates to biotechnology, namely, to obtain a complex of proteolytic enzymes with a wide spectrum of proteolytic activity, capable of hydrolyzing protein substrates. The invention may find application in the manufacture of medicines.
Известно использование в медицине для очищения ран препаратов на основе микробной коллагеназы, выделяемой штаммами-продуцентами Clostridium histolyticum. Микробная коллагеназа обладает высокой специфичностью в отношении основного белка соединительной ткани коллагена. Однако, высокая специфичность, для целей очищения ран и лечения келоидных рубцов является недостатком. Это связано с тем, что межклеточный матрикс и соединительная ткань содержит не только коллагеновые волокна, она представляет собой сложную сеть, включающую помимо коллагена эластин и адгезивные белки. Другой важной составляющей межклеточного матрикса являются протеогликаны, осевой молекулой которых служит гиалуроновая кислота, к которой как щетинки к щетке присоединены белки, в свою очередь соединенные с множеством гликозаминогликанов.Known use in medicine for cleansing wounds of preparations based on microbial collagenase secreted by producer strains of Clostridium histolyticum. Microbial collagenase has high specificity for the main protein of the collagen connective tissue. However, high specificity, for the purpose of cleansing wounds and treating keloid scars, is a drawback. This is due to the fact that the intercellular matrix and connective tissue contains not only collagen fibers, it is a complex network including, in addition to collagen, elastin and adhesive proteins. Another important component of the intercellular matrix are proteoglycans, the axial molecule of which is hyaluronic acid, to which proteins are attached as bristles to the brush, which in turn are connected to many glycosaminoglycans.
Омертвевшие ткани в ожоговой ране представлены, главным образом, коагулированными белками дермы (коллагена, эластина и др.), а также поврежденными компонентами внеклеточного матрикса. На поверхности ран может находиться фибринозный налет. Видимые эффекты очищения ран под действием протеолитических ферментов чаще являются результатом расщепления фибрина, а не коллагена. При лечении келоидных рубцов основной задачей ферментных препаратов является разрушение неправильно собранных коллагенновых фибрилл и протеогликанов до олигомеров и индивидуальных мономеров, которые частично используются для сборки новой более упорядоченной соединительной ткани.Dead tissue in a burn wound is represented mainly by coagulated proteins of the dermis (collagen, elastin, etc.), as well as damaged components of the extracellular matrix. On the surface of the wounds may be fibrinous plaque. The visible effects of wound cleansing under the action of proteolytic enzymes are often the result of the breakdown of fibrin, and not collagen. In the treatment of keloid scars, the main task of enzyme preparations is the destruction of improperly assembled collagen fibrils and proteoglycans to oligomers and individual monomers, which are partially used to assemble a new, more ordered connective tissue.
На основании этого можно полагать, что в медицинском применении могут оказаться более эффективными не препараты с узкоспецифичным действием (микробные коллагеназы), а комплексы протеолитических ферментов с более широким спектром субстратов.Based on this, it can be assumed that in medical applications, it may be more effective not drugs with a narrow specific effect (microbial collagenases), but complexes of proteolytic enzymes with a wider range of substrates.
Под комплексом протеолитических ферментов мы понимаем совокупность индивидуальных ферментов пищеварительной системы, обладающих протеолитическим действием, которые выделяются совместно в технологическом процессе.By a complex of proteolytic enzymes we understand the totality of individual digestive system enzymes with proteolytic action, which are released together in the technological process.
К таким ферментным комплексам можно отнести сериновые протеазы, выделяемые из морских беспозвоночных (крабовая коллагеназа) и пищеварительные сериновые протеазы рыб.Such enzyme complexes include serine proteases isolated from marine invertebrates (crab collagenase) and digestive fish serine proteases.
В отличие от истинных коллагеназ сериновые протеазы беспозвоночных и рыб расщепляют все три полипептидных цепи тропоколлагена, причем образующиеся пептиды подвергаются дальнейшему гидролизу вплоть до индивидуальных аминокислот, которые либо включаются в процессы анаболизма, либо быстро выводятся из организма, не вызывая интоксикации.Unlike true collagenases, serine proteases of invertebrates and fish cleave all three polypeptide chains of tropocollagen, and the resulting peptides undergo further hydrolysis up to individual amino acids, which are either included in the processes of anabolism or are rapidly excreted without causing intoxication.
Наиболее широко разработаны и являются аналогами заявляемого способа методы получения крабовой коллагеназы из гепатопанкреаса крабов. Эффективность крабовой коллагеназы для очищения ран и лечения келоидных рубцов установлена и описана в патентной литературе (US 4801451, US 4963491, US 5945102 и US 6030612, а также RU 2008353, RU 2039819, RU 226505, RU 2365623).The most widely developed and are analogues of the proposed method methods for producing crab collagenase from hepatopancreas of crabs. The effectiveness of crab collagenase for cleansing wounds and treating keloid scars has been established and described in the patent literature (US 4801451, US 4963491, US 5945102 and US 6030612, as well as RU 2008353, RU 2039819, RU 226505, RU 2365623).
Основной проблемой при промышленном получении препаратов на основе коллагеназы краба является нестабильность поставок сырья и длительный срок хранения сырья до доставки на перерабатывающее предприятие, что часто приводит обильному обсеменению сырья микроорганизмами и накоплению микробных эндотоксинов (по химической структуре представляющих собой липополисахариды), которые способны вызывать пирогенный эффект и аллергию. Это затрудняет промышленное выделение комплекса протеолитических ферментов и снижает его качество, а применение таких препаратов у пациентов сопровождается частыми аллергическими реакциями.The main problem in the industrial production of preparations based on crab collagenase is the instability of the supply of raw materials and the long shelf life of the raw materials before delivery to the processing plant, which often leads to abundant contamination of the raw materials by microorganisms and the accumulation of microbial endotoxins (the chemical structure of which is lipopolysaccharides) that can cause a pyrogenic effect and allergies. This complicates the industrial isolation of the complex of proteolytic enzymes and reduces its quality, and the use of such drugs in patients is accompanied by frequent allergic reactions.
Как известно из уровня техники, комплексы протеолитических ферментов со сходными с крабовыми N-концевыми аминокислотными последовательностями можно выделить из пищеварительных органов рыб Изучение субстратной специфичности этих комплексов протеолитических ферментов показывает, что, в отличие от пищеварительных протеаз млекопитающих, они способны гидролизовать более широкий спектр субстратов, в том числе и коллагены различных типов, которые, вследствие особенностей аминокислотной последовательности и пространственной структуры, устойчивы к действию большинства протеаз и доступны для гидролиза только специфическими ферментами - коллагеназами. Источником комплекса протеолитических ферментов служат отходы пищевого производства рыбы - потроха (пищеварительные органы), которые обычно идут в отход и на утилизацию. По сравнению с крабовой коллагеназой этот источник гораздо более доступен и дешев (Zwilling R., et al., 1975 г, FEBS Lett. 60, 247-9; Gran G.A., et al., 1981 г., Methods Enzymol 80, 722-734; Reeck G.R. and H. Neurath. 1972 г., Biochem. 11: 503-510, O.A. Klimova, et al., 1990 г., BBRC, v. 166, N3, 1411-1420).As is known from the prior art, complexes of proteolytic enzymes with crab-like N-terminal amino acid sequences can be isolated from the digestive organs of fish. A study of the substrate specificity of these proteolytic enzyme complexes shows that, unlike mammalian digestive proteases, they are able to hydrolyze a wider range of substrates. including collagen of various types, which, due to the characteristics of the amino acid sequence and spatial structure, resistant to most proteases and available for hydrolysis only by specific enzymes - collagenases. The source of the complex of proteolytic enzymes is waste from the food production of fish - offal (digestive organs), which usually goes to waste and for disposal. Compared to crab collagenase, this source is much more accessible and cheaper (Zwilling R., et al., 1975, FEBS Lett. 60, 247-9; Gran GA, et al., 1981, Methods Enzymol 80, 722- 734; Reeck GR and H. Neurath. 1972, Biochem. 11: 503-510, OA Klimova, et al., 1990, BBRC, v. 166, N3, 1411-1420).
Для медицинского использования наиболее предпочтительно использование комплексов протеолитических ферментов, выделяемых из пищеварительных органов рыб, так как они имеют сериновые протеазы, активные в отношении глубокого гидролиза коллагена и других белков соединительной ткани. Как показано в диссертационной работе «Соловьев М.М. Характеристика пищеварительных ферментов рыб озера Чаны на ранних этапов онтогенеза. / Диссертация на соискание ученой степени к.б.н.: Новосибирск. - 2011.» на всех этапах развития мирных и хищных рыб наибольший вклад в активность щелочных протеиназ вносит группа сериновых протеиназ (до 70-80%). Доля цистеиновых протеиназ и металлопротеаз значительно меньше и не превышает 10-12%. У нехищных рыб выявлено 4-6 изоформ, у хищных 7-8 изоформ щелочных протеаз.For medical use, it is most preferable to use complexes of proteolytic enzymes isolated from the digestive organs of fish, since they have serine proteases that are active against deep hydrolysis of collagen and other connective tissue proteins. As shown in the dissertation "Soloviev MM Characterization of the digestive enzymes of fish in Lake Chany in the early stages of ontogenesis. / Thesis for the degree of Ph.D.: Novosibirsk. - 2011. ”at all stages of the development of peaceful and predatory fish, the group of serine proteinases (up to 70-80%) makes the largest contribution to the activity of alkaline proteinases. The proportion of cysteine proteinases and metalloproteases is much smaller and does not exceed 10-12%. In non-predatory fish, 4–6 isoforms were detected, in predatory fish, 7–8 isoforms of alkaline proteases.
Известен «Способ выделения комплекса протеолитических ферментов из морепродуктов» путем гомогенизации сырья и осаждения ферментов, отличающийся тем, что, с целью расширения сырьевой базы и повышения выхода целевого продукта, в качестве сырья используют пилорические придатки камбалы, а осаждение ферментов ведут ацетоном при соотношении гомогенат:ацетон 1:2 (2,3). При этом выделяемый комплекс представляет собой ценный набор ферментов, в частности щелочную, нейтральную и кислые протеиназы, аминопепсидазы и карбоксипептидазы. Способ выделения заключается в том, что выделенные из камбалы придатки гомогенизируют и быстро смешивают с двумя объемами, охлажденного до -15°С ацетона. Через 20 мин материал отжимают от ацетона и высушивают при +20°С. Удельная активность равна 0,76 по субстрату казеину. Протеолитическая активность выделенных ферментов в нейтральной и слабокислой области превосходит активность фермента, выделяемого из гепатопанкреаса краба (SU 1030409 C12N 9/64. «Способ выделения комплекса протеолитических ферментов из морепродуктов». М.В. Колодзейская, С.А. Кудинов, Л.М. Эпштейн, В.Н. Акулин. Заявл. 12.03.82, опубл. 23.07.83).The well-known "Method of isolating a complex of proteolytic enzymes from seafood" by homogenization of raw materials and the deposition of enzymes, characterized in that, in order to expand the raw material base and increase the yield of the target product, pyloric flounders are used as raw materials, and the deposition of enzymes is carried out with acetone at a homogenate ratio: acetone 1: 2 (2.3). Moreover, the isolated complex is a valuable set of enzymes, in particular alkaline, neutral and acidic proteinases, aminopeptidases and carboxypeptidases. The isolation method consists in the fact that appendages isolated from flounder are homogenized and quickly mixed with two volumes of acetone cooled to -15 ° C. After 20 minutes, the material is squeezed from acetone and dried at + 20 ° C. The specific activity is 0.76 for the casein substrate. The proteolytic activity of the isolated enzymes in the neutral and slightly acidic region exceeds the activity of the enzyme isolated from crab hepatopancreas (SU 1030409 C12N 9/64. "Method for isolating the proteolytic enzyme complex from seafood." MV Kolodzeiskaya, SA Kudinov, L.M. Epstein, VN Akulin. Declared March 12, 82, published July 23, 83).
Основным недостатком данного метода является использование больших количеств органического растворителя - ацетона, что требует соблюдения особых условий на производстве. Другим недостатком является присутствие в препарате балластных белков и липополисахаридов, что препятствует применению такого фермента в медицинских целях.The main disadvantage of this method is the use of large quantities of organic solvent - acetone, which requires compliance with special conditions in the workplace. Another disadvantage is the presence of ballast proteins and lipopolysaccharides in the preparation, which prevents the use of such an enzyme for medical purposes.
Известен ряд технических решений, в который описывается выделение протеолитических ферментов из рыб, но получаемый продукт также характеризуется наличием балластных белков и липополисахаридов, поэтому выделенные протеолитические ферменты пригодны только для использования в пищевой и кожевной промышленности.A number of technical solutions are known in which the isolation of proteolytic enzymes from fish is described, but the resulting product is also characterized by the presence of ballast proteins and lipopolysaccharides, so the isolated proteolytic enzymes are suitable only for use in the food and leather industries.
В частности, известен «Способ получения протеолитического ферментного препарата из внутренних органов». Это изобретение относится к биотехнологии, в частности к получению ферментного препарата, и использовано в производстве пищевых продуктов из слабосозревающих объектов промысла Волго-Каспийского района. Способ предусматривает измельчение сырья. Измельченное сырье подвергают автолизу в присутствии воды при гидромодуле 1:0,5 при рН 6,2±0,2 в течение 1-5 часов. После проведения автолиза жидкий автолизат, содержащий протеолитические ферменты, отделяют центрифугированием и подвергают очистке изопропиловым спиртом при гидромодуле 3:1 в течение 30-40 мин. Полученный в результате очистки жидкий ферментный препарат высушивают распылительно при температуре 150-180°С в течение 5-8 с. Изобретение позволяет повысить выход протеолитического препарата и повысить его активность (RU №2288951 C12N 9/64 «Способ получения протеолитического ферментного препарата из внутренних органов рыб», опубл. 10.12.2006).In particular, the “Method for the preparation of a proteolytic enzyme preparation from internal organs” is known. This invention relates to biotechnology, in particular to the production of an enzyme preparation, and is used in the manufacture of food products from low-ripening fishing facilities of the Volga-Caspian region. The method involves grinding raw materials. The crushed raw materials are subjected to autolysis in the presence of water at a water module of 1: 0.5 at a pH of 6.2 ± 0.2 for 1-5 hours. After autolysis, a liquid autolysate containing proteolytic enzymes is separated by centrifugation and subjected to purification with isopropyl alcohol at a hydromodule of 3: 1 for 30-40 minutes. The resulting liquid enzyme preparation is spray-dried at a temperature of 150-180 ° C for 5-8 seconds. EFFECT: invention allows to increase the yield of a proteolytic preparation and increase its activity (RU No. 2288951 C12N 9/64 "Method for the production of a proteolytic enzyme preparation from internal organs of fish", publ. 10.12.2006).
Известен также способ получения ферментного препарата из рыбного сырья. Это изобретение относится к биотехнологии, в частности к способам извлечения протеолитических ферментов из рыбного сырья, и предназначено для использования в пищевой промышленности. Способ предусматривает измельчение сырья, выделение фермента экстракцией в присутствии раствора хлорида щелочного металла, отделение осадка, две стадии ультрафильтрации с добавлением в жидкую фракцию дробленого льда и лиофильную сушку концентрата. На первой стадии ультрафильтрацию осуществляют на мембране с лимитом пропускания 50 кДа, а на второй стадии на мембране с лимитом пропускания 15 кДа. Изобретение позволяет повысить выход протеолитических ферментов и их активность в 3-5 раз по сравнению с известными аналогами (RU №2352634 C12N9/00 «Способ получения ферментного препарата из рыбного сырья», опубл. 20.04.2009).There is also a method of producing an enzyme preparation from fish raw materials. This invention relates to biotechnology, in particular to methods for the extraction of proteolytic enzymes from fish stock, and is intended for use in the food industry. The method involves grinding the raw material, isolating the enzyme by extraction in the presence of an alkali metal chloride solution, separating the precipitate, two ultrafiltration stages with crushed ice added to the liquid fraction and freeze-drying the concentrate. In the first stage, ultrafiltration is carried out on a membrane with a transmission limit of 50 kDa, and in the second stage on a membrane with a transmission limit of 15 kDa. The invention improves the yield of proteolytic enzymes and their activity by 3-5 times in comparison with the known analogues (RU No. 2352634 C12N9 / 00 "Method for producing an enzyme preparation from fish raw materials", published on 04/20/2009).
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является следующая последовательность действий для получения комплекса протеолитических ферментов из тканей рыб (Daboor S.M., Budge S.M., Chaly А.Е., et al. Extraction and Purification of Collagenase Enzymes: A Critical Review. // American Journal of Biochemistry and Biotechnology 6 (4): 239-263,2010.):The closest technical solution to the claimed invention is the following sequence of steps for obtaining a complex of proteolytic enzymes from fish tissues (Daboor SM, Budge SM, Chaly A.E., et al. Extraction and Purification of Collagenase Enzymes: A Critical Review. // American Journal of Biochemistry and Biotechnology 6 (4): 239-263,2010.):
- Гомогенизация сырья в 0,05 M Tris-HCl буфере с добавкой 0,005 М хлористого кальция при рН 7,4;- Homogenization of raw materials in 0.05 M Tris-HCl buffer with the addition of 0.005 M calcium chloride at pH 7.4;
- Центрифугирование гомогената при 25000×g в течение 30 мин при +4°С и сбор супернатанта;- Centrifugation of the homogenate at 25,000 × g for 30 min at + 4 ° C and collecting the supernatant;
- Повторная экстракция осадка в 0,05 М Tris-HCl буфере с добавкой 0,005 М хлористого кальция при рН 7,4 с последующим центрифугированием гомогената при 25000×g в течение 30 мин и сбором супернатанта;- Repeated extraction of the precipitate in 0.05 M Tris-HCl buffer with the addition of 0.005 M calcium chloride at pH 7.4, followed by centrifugation of the homogenate at 25000 × g for 30 min and collecting the supernatant;
- Объединение супернатантов и центрифугирование при 40000×g в течение 30 мин при +4°С;- Combining supernatants and centrifugation at 40,000 × g for 30 min at + 4 ° C;
- Фильтрование полученного супернатанта через мембрану с порами 0,2 мкм;- Filtering the resulting supernatant through a 0.2 μm pore membrane;
- Фракционирование белка переосаждением в растворе сульфата аммония при насыщении в пределах 40-80%;- Protein fractionation by reprecipitation in a solution of ammonium sulfate at saturation in the range of 40-80%;
- Выделение сульфатаммонийного осадка фракционированного фермента центрифугированием;- Isolation of ammonium sulfate precipitate of the fractionated enzyme by centrifugation;
- Растворение осадка в буфере;- Dissolution of sediment in the buffer;
- Обессоливание путем пропускания раствора через полые волокна с размером пор 10 кДа;- Desalination by passing the solution through hollow fibers with a pore size of 10 kDa;
- Вторичная очистка комплекса протеолитических ферментов с помощью ионообменной хроматографии.- Secondary purification of the complex of proteolytic enzymes using ion exchange chromatography.
Большая часть протеолитических ферментов находятся в клетках тканей либо в неактивной форме, либо в лизосомах, иначе бы они переваривали сами клетки. Поэтому, чтобы их экстрагировать необходимо разрушить клетки. Гомогенизация это процедура разрушения клеток и лизосом под действием механических, температурных или химических факторов. От степени разрушения (измельчения клеток) зависит скорость и количество выхода ферментов в экстрагирующий раствор. Обычно продолжительность экстракции составляет от нескольких часов до 2-3 суток. Другой процедурой извлечения протеолитических ферментов является автолиз, используемый в большинстве вышеприведенных патентов-аналогов. Автолиз тканей протекает при повышенных температурах. В ходе него наблюдается ускоренный транспорт протеаз через лизосомальные барьеры с последующей их активацией и разрушением клеточных и лизосомальных барьеров под действием активных протеаз. Также автолиз сопровождается побочными явлениями, к которым можно отнести автогидролиз самих ферментов и накопление в автолизированных тканях микробной биомассы, что приводит к резкому повышению содержания ЛПС и других микробных токсинов.Most proteolytic enzymes are located in tissue cells either in an inactive form or in lysosomes, otherwise they would digest the cells themselves. Therefore, in order to extract them, it is necessary to destroy the cells. Homogenization is the destruction of cells and lysosomes by mechanical, temperature or chemical factors. The rate and amount of the release of enzymes into the extraction solution depends on the degree of destruction (grinding of the cells). Typically, the extraction takes from a few hours to 2-3 days. Another procedure for the extraction of proteolytic enzymes is the autolysis used in most of the above patent patents. Autolysis of tissues occurs at elevated temperatures. During it, accelerated transport of proteases through lysosomal barriers with their subsequent activation and destruction of cellular and lysosomal barriers under the action of active proteases is observed. Autolysis is also accompanied by side effects, which include autohydrolysis of the enzymes themselves and the accumulation of microbial biomass in autolysed tissues, which leads to a sharp increase in the content of LPS and other microbial toxins.
Центрифугирование и мембранная фильтрация это технологические процедуры, направленные на удаление из гомогенизата нерастворимых частиц тканей, нерастворимых липидно-белковых комплексов и других нерастворимых частиц.Centrifugation and membrane filtration are technological procedures aimed at removing insoluble tissue particles, insoluble lipid-protein complexes and other insoluble particles from the homogenizate.
Фракционирование белка в сульфате аммония это процедура первичной очистки при выделении белков. Высаливание белков идет по двум механизмам: сульфат-ионы делают молекулу белка более компактной, а следовательно, менее растворимой, сульфат-ионы связывают свободную воду. Один ион SO4 2- имеет 13-14 молекул H2O только в первом гидратном слое и, возможно, больше - во втором. Считается, что при концентрации 5,4 Моля сульфат аммония связывает всю свободную воду - это 100% насыщение. Достоинствами сульфата аммония является то, что он имеет примерно одинаковую растворимость в диапазоне температур 0-+30 градусов Цельсия и то, что в концентрации выше 0,5 М он стабилизирует белки против денатурации. Обычно, индивидуальные белки теряют растворимость и выпадают в осадок при определенной степени насыщения раствора сульфатом аммония. При выделении сразу нескольких индивидуальных белков, как в нашем случае, происходит их осаждение в достаточно широком диапазоне насыщения сульфата аммония. Очищенный комплекс протеолитических ферментов, выделенный из рыб обычно высаждается в области насыщения сульфата аммония от 40 до 80%. Осадок отделяют от раствора сульфата аммония осаждением в центрифуге. Однако наличие в растворе нуклеиновых кислот и липидно-белковых комплексов ухудшает селективность фракционирования и приводит к соосаждению целевого комплекса протеолитических ферментов во всех фракциях сульфатаммонийного осадка.Protein fractionation in ammonium sulfate is a primary purification procedure for the isolation of proteins. The salting out of proteins follows two mechanisms: sulfate ions make the protein molecule more compact, and therefore less soluble, sulfate ions bind free water. One SO 4 2- ion has 13-14 H 2 O molecules only in the first hydrate layer and, possibly, more in the second. It is believed that at a concentration of 5.4 mol, ammonium sulfate binds all free water - this is 100% saturation. The advantages of ammonium sulfate is that it has approximately the same solubility in the temperature range of 0- + 30 degrees Celsius and that in a concentration above 0.5 M it stabilizes proteins against denaturation. Typically, individual proteins lose their solubility and precipitate at a certain degree of saturation of the solution with ammonium sulfate. When several individual proteins are isolated at once, as in our case, they are precipitated in a rather wide range of saturation of ammonium sulfate. A purified complex of proteolytic enzymes isolated from fish is usually planted in the saturation region of ammonium sulfate from 40 to 80%. The precipitate is separated from the solution of ammonium sulfate by precipitation in a centrifuge. However, the presence of nucleic acids and lipid-protein complexes in the solution degrades the selectivity of fractionation and leads to the coprecipitation of the target complex of proteolytic enzymes in all fractions of the ammonium sulfate precipitate.
После растворения осадка фракции белков в буфере, раствор содержит значительное количество сульфата аммония, который будет мешать дальнейшей очистке комплекса протеолитических ферментов. Раствор подвергают обессаливанию. Обычно, эту процедуру проводят путем ультрафильтрации через мембрану с определенным размером пор. Однако, в нашем случае появление тонкодисперсного осадка липидно-белкового комплекса приводит к быстрой закупорке пор и резкому торможению процесса. Поэтому для обессаливания необходимо использовать тангенциальную фильтрацию. При тангенциальной фильтрации поток раствора направляют параллельно поверхности мембраны, что позволяет непрерывно смывать, забивающий поры осадок. Разновидностью тангенциальной фильтрации являются аппараты с полыми волокнами и различные мембранные модули для тангенциальной фильтрации.After dissolving the precipitate of the protein fraction in the buffer, the solution contains a significant amount of ammonium sulfate, which will interfere with further purification of the complex of proteolytic enzymes. The solution is subjected to desalination. Typically, this procedure is carried out by ultrafiltration through a membrane with a specific pore size. However, in our case, the appearance of a fine precipitate of the lipid-protein complex leads to rapid clogging of the pores and a sharp inhibition of the process. Therefore, for desalination, it is necessary to use tangential filtration. During tangential filtration, the solution flow is directed parallel to the membrane surface, which allows continuous washing off of the pore-clogging sediment. A variety of tangential filtration are hollow fiber apparatuses and various membrane modules for tangential filtration.
Ионообменная хроматография эффективный способ разделения индивидуальных белков. Белки связываются с сорбентом и элюируются с него в соответствии со своим зарядом. Ионообменная хроматография позволяет отделить целевые белки от сопутствующих. Однако при выделении комплекса протеолитических ферментов из пищеварительных органов рыб ионообменная хроматография становится неэффективна, опять же из-за присутствия белково-липидного комплекса. Белково-липидный комплекс необратимо садится на сорбент и связывает значительное количество белков комплекса протеолитических ферментов. В результате их выход с ионообменной хроматографии не превышает 10%.Ion exchange chromatography is an efficient way to separate individual proteins. Proteins bind to the sorbent and elute from it in accordance with its charge. Ion exchange chromatography allows you to separate the target proteins from the accompanying ones. However, when a complex of proteolytic enzymes is isolated from the digestive organs of fish, ion-exchange chromatography becomes ineffective, again due to the presence of a protein-lipid complex. The protein-lipid complex irreversibly sits on the sorbent and binds a significant amount of proteins of the complex of proteolytic enzymes. As a result, their yield from ion exchange chromatography does not exceed 10%.
Недостатком данного известного способа является то, что предложенная в нем методика не учитывает особенностей тканей рыб. В них присутствует большое количество липидов, балластных и гидрофобных белков, а также нуклеиновых кислот и других полианионных молекул, которые склонны к образованию липидно-белковых комплексов, препятствующих выделению ферментов высокой степени очистки. Липиды и нуклеиновые кислоты способны соосаждаться с ферментами. Образование липидно-белковых и полиэлектролитных комплексов затрудняет ультрафильтрацию и мембранную фильтрацию, а также приводит к неспецифическому необратимому связыванию больших количеств целевых ферментов с сорбентом на технологических стадиях ионообменной хроматографии. В результате существенными недостатками взятой в качестве прототипа схемы являются низкий выход конечной продукции - (менее 10% от содержания в сырье) и низкая коллагенолитическая активность.The disadvantage of this known method is that the proposed method does not take into account the peculiarities of fish tissue. They contain a large number of lipids, ballast and hydrophobic proteins, as well as nucleic acids and other polyanionic molecules, which are prone to the formation of lipid-protein complexes that impede the release of highly purified enzymes. Lipids and nucleic acids are able to co-precipitate with enzymes. The formation of lipid-protein and polyelectrolyte complexes complicates ultrafiltration and membrane filtration, and also leads to non-specific irreversible binding of large quantities of target enzymes to the sorbent at the technological stages of ion exchange chromatography. As a result, significant disadvantages of the scheme adopted as a prototype are the low yield of the final product - (less than 10% of the content in the raw material) and low collagenolytic activity.
Под липидно-белковым комплексом понимаются комплексы, образующиеся в экстракте в результате связывания фосфолипидов с белками за счет ионных и гидрофобных взаимодействий, которые в процессе выделения целевых ферментов теряют растворимость и выпадают в виде нерастворимых комплексов и мицелл.The lipid-protein complex refers to the complexes formed in the extract as a result of the binding of phospholipids to proteins due to ionic and hydrophobic interactions, which lose their solubility in the process of isolation of the target enzymes and fall out in the form of insoluble complexes and micelles.
Они способны захватывать и осаждать целевые ферменты, что приводит к снижению выхода целевого продукта.They are able to capture and precipitate target enzymes, which leads to a decrease in the yield of the target product.
Технической задачей изобретения является создание эффективного способа получения очищенного комплекса протеолитических ферментов медицинского применения и расширение арсенала способов получения очищенного комплекса протеолитических ферментов.An object of the invention is to provide an effective method for producing a purified complex of proteolytic enzymes for medical use and to expand the arsenal of methods for producing a purified complex of proteolytic enzymes.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в получении комплекса протеолитических ферментов, содержащего щелочные, нейтральные и кислые протеиназы, с повышенной коллагенолитической активностью за счет повышения специфической активности в отношении глубокого гидролиза коллагена и желатины, а также расщепления гемоглобина, казеина, снижении пирогенности (способность вещества вызывать повышение температуры тела), одновременно с повышением количественного выхода целевого продукты. Обнаружено, что помимо вышеназванных субстратов комплекс протеолитических ферментов способен в меньшей степени расщеплять хитозан, аналог гликозоаминогликанов соединительной ткани.The technical result, which provides a solution to the problem, is to obtain a complex of proteolytic enzymes containing alkaline, neutral and acidic proteinases, with increased collagenolytic activity due to increased specific activity with respect to deep hydrolysis of collagen and gelatin, as well as the breakdown of hemoglobin, casein, and decreased pyrogenicity ( the ability of a substance to cause an increase in body temperature), simultaneously with an increase in the quantitative yield of the target products. It was found that in addition to the above substrates, the complex of proteolytic enzymes is able to cleave chitosan, an analogue of glycosaminoglycans of connective tissue, to a lesser extent.
Указанный технический результат достигается за счет включения в процесс получения комплекса протеолитических ферментов на оптимальных стадиях операций отделения нуклеиновых кислот и липидно-белковых комплексов путем обработки экстракта полиэтиленимином, а также операции хроматографической очистки на гидрофобном сорбенте, что позволяет своевременно удалить из выделяемого фермента липополисахариды, ответственные за пирогенность. Отсутствие пирогености значительно повышает качество препарата по сравнению с аналогами при медицинском применении.The specified technical result is achieved by including in the process of obtaining a complex of proteolytic enzymes at the optimal stages of separation of nucleic acids and lipid-protein complexes by treating the extract with polyethyleneimine, as well as chromatographic purification on a hydrophobic sorbent, which allows timely removal of lipopolysaccharides responsible for the enzyme pyrogenicity. The lack of pyrogenicity significantly improves the quality of the drug compared with analogues in medical use.
Сущность изобретения состоит в том, что способ выделения комплекса протеолитических ферментов из пищеварительных органов рыб включает … последовательно выполняемые гомогенизацию тканей в буфере, отделение измельченных тканей центрифугированием, фильтрование супернатанта через мембрану, высаливание белков в сульфате аммония, выделение сульфатаммонийного осадка центрифугированием, растворение осадка в буфере, обессоливание экстракта диафильтрацией, очистку ионообменной хроматографией на DEAE-целлюлозе, отличающийся тем, что до осаждения белков в сульфате аммония нуклеиновые кислоты и липидно-белковые комплексы удаляют из экстракта обработкой раствором полиэтиленимина, который добавляют до конечной концентрации полиэтиленимина в экстракте от 0,1 до 0,01 вес. %, а после ионообменной хроматографии осуществляют отделение остаточных пирогенов на гидрофобном сорбенте Сфероцелл С-80, стерилизующую фильтрацию через мембрану с размером пор 0,2 мкм и повторное обессоливание экстракта диафильтрацией с последующим приготовлением готовой формы лиофилизацией.The essence of the invention lies in the fact that the method of isolating a complex of proteolytic enzymes from the digestive organs of fish includes ... sequentially homogenizing tissues in a buffer, separating the crushed tissues by centrifugation, filtering the supernatant through a membrane, salting out proteins in ammonium sulfate, separating the ammonium sulfate precipitate by centrifugation, dissolving the precipitate in the buffer , desalting the extract by diafiltration, purification by ion-exchange chromatography on DEAE-cellulose, characterized in that before precipitation of the solution of proteins in ammonium sulfate, nucleic acids and lipid-protein complexes are removed from the extract by treatment with a solution of polyethyleneimine, which is added to a final concentration of polyethyleneimine in the extract from 0.1 to 0.01 weight. %, and after ion-exchange chromatography, residual pyrogens are separated on the hydrophobic sorbent Spherocell S-80, sterilizing filtration through a 0.2 μm membrane and re-desalting the extract by diafiltration, followed by lyophilization of the finished product.
Предпочтительно, для получения готовой дозированной формы после отделения остаточных пирогенов вводят криопротектор, например, физиологически приемлемый буфер, моно- или дисахарид, в количестве от 1 до 10% вес. %, и/или медицинский биополимер, в количестве от 0,1 до 10% вес. %.Preferably, to obtain the finished dosage form after separation of the residual pyrogens, a cryoprotectant is introduced, for example, a physiologically acceptable buffer, mono- or disaccharide, in an amount of from 1 to 10% by weight. %, and / or medical biopolymer, in an amount of from 0.1 to 10% by weight. %
Предпочтительно, гомогенизацию производят постепенно добавляя 0,05 М Трис-буфер с добавкой 0,005М хлористого кальция CaCl2 рН 7,4. с последующей экстракцией на холоду.Preferably, the homogenization is carried out gradually by adding 0.05 M Tris buffer with the addition of 0.005 M calcium chloride CaCl 2 pH 7.4. followed by extraction in the cold.
В одних частных случаях реализации способа обессоливание экстракта диафильтрацией осуществляют путем пропускания раствора через полые волокна с размером пор 10 кДа, в иных случаях обессоливание экстракта диафильтрацией осуществляют на модуле тангенциальной ультрафильтрации.In some particular cases of the method, the desalination of the extract by diafiltration is carried out by passing the solution through hollow fibers with a pore size of 10 kDa, in other cases, the desalination of the extract by diafiltration is performed on the tangential ultrafiltration module.
Предпочтительно, моно- или дисахарид, выбирают из группы: маннитол, лактоза или трегалоза, а медицинский биополимер - из группы декстранов, поливинилпирралидонов, поливиниловых спиртов.Preferably, the mono- or disaccharide is selected from the group: mannitol, lactose or trehalose, and the medical biopolymer from the group of dextrans, polyvinylpyrralidones, polyvinyl alcohols.
На чертеже представлен рисунок электрофореза.The drawing shows an electrophoresis drawing.
ПРИМЕРЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСА ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВEXAMPLES OF PRODUCING A COMPLEX OF PROTEOLYTIC ENZYMES
Пример 1.Example 1
В качестве исходного сырья использовали 400 г пищеварительных органов африканского сома. Органы отмыли от крови водой и провели гомогенизацию тканей в буфере, для чего дезинтегрировали в гомогенизаторе (10 мин), постепенно добавляя 0,05 М Трис-буфер с добавкой 0,005М хлористого кальция CaCl2 рН 7,4 (800 мл). Для отделения измельченных тканей (гомогената) центрифугированием предварительно провели экстракцию на холоду в течение суток. Общий объем экстракта составил 1200 мл. Гомогенат центрифугировали при 25000 об/мин, +4°С 30 мин. Верхний слой липидов откинули.As the feedstock used 400 g of the digestive organs of African catfish. The organs were washed from the blood with water and homogenized the tissues in a buffer, for which they were disintegrated in a homogenizer (10 min), gradually adding 0.05 M Tris buffer with 0.005 M calcium chloride CaCl 2 pH 7.4 (800 ml). To separate the crushed tissues (homogenate) by centrifugation, extraction was performed in the cold for 24 hours. The total volume of the extract was 1200 ml. The homogenate was centrifuged at 25,000 rpm, + 4 ° C for 30 minutes. The upper layer of lipids was thrown back.
Осадок повторно гомогенизировали в 0,05 М Трис-буфере с добавкой 0,005М хлористого кальция CaCl2 рН 7,4 (200 мл), провели повторную экстракцию на холоду в течение суток. Общий объем экстракта составил 300 мл. Экстракт (Гомогенат) для отделение измельченных тканей центрифугировали при 25000 об/мин, +4°С 30 мин. Верхний слой липидов и осадок откинули.The precipitate was re-homogenized in 0.05 M Tris buffer with the addition of 0.005 M calcium chloride CaCl 2 pH 7.4 (200 ml), repeated extraction in the cold during the day. The total volume of the extract was 300 ml. The extract (homogenate) for separation of crushed tissues was centrifuged at 25,000 rpm, + 4 ° C for 30 minutes. The upper lipid layer and sediment were thrown back.
Оба супернатанта объединили и получили 1200 мл раствора. Полученный раствор профильтровали через мембрану с размерами пор 0,2 мкм.Both supernatants were combined and received 1200 ml of solution. The resulting solution was filtered through a membrane with a pore size of 0.2 μm.
Раствор подтитровали 0,1 М раствором гидроокиси натрия до рН 8,0. Отдельно приготовили раствор, содержащий 5 вес. % полиэтиленимина. При перемешивании в 1200 мл раствора супернатанта добавили 24 мл раствора полиэтиленимина (ПЭИ) до конечной концентрации полиэтиленимина в растворе 0,1 вес. %. Конечную концентрацию полиэтиленимина в растворе (СПЭИ кон) рассчитываем по формуле 1:The solution was triturated with a 0.1 M sodium hydroxide solution to a pH of 8.0. Separately, a solution containing 5 wt. % polyethyleneimine. While stirring in 1200 ml of the supernatant solution, 24 ml of a solution of polyethyleneimine (PEI) was added to a final concentration of polyethyleneimine in a solution of 0.1 weight. % The final concentration of polyethylenimine in solution (C PEI con ) is calculated by the formula 1:
где VПЭИ - объем добавляемого раствора полиэтиленимина в миллилитрах,where V PEI is the volume of the added solution of polyethyleneimine in milliliters,
СПЭИ - концентрация взятого раствора ПЭИ в весовых процентах,With PEI - the concentration of the taken PEI solution in weight percent,
Vp-pa - объем раствора супернатанта в миллилитрах.V p-pa is the volume of supernatant solution in milliliters.
Конечная концентрация полиэтиленимина составит (24*5)/1224≈0,1 (весовой процент полиэтиленимина в экстракте).The final concentration of polyethyleneimine will be (24 * 5) / 1224≈0.1 (weight percent of polyethyleneimine in the extract).
Образовался осадок нуклеиновых кислот с ПЭИ. Раствор перемешивали еще 40 минут при комнатной температуре для укрупнения осадка.A nucleic acid precipitate formed with PEI. The solution was stirred for another 40 minutes at room temperature to enlarge the precipitate.
Осадок (нуклеиновые кислоты) выделили на центрифуге 12000 об/мин в течение 25 мин. Осадок ПЭИ и нуклеиновых кислот практически не имел протеолитической активности. Его отбросили.The precipitate (nucleic acids) was isolated in a centrifuge at 12,000 rpm for 25 minutes. The precipitate of PEI and nucleic acids had practically no proteolytic activity. They threw him away.
В раствор, собранный после обработки ПЭИ, ввели сульфат аммония до 80% насыщения. Осадок формировали в холодильнике в течение суток. Осадок выделили центрифугированием при 12000 об/мин, +4°С 20 мин. Осадок белков растворили в 0,05М Трис-буфере. Раствор обессолили диафильтрацией на полых волокнах с размерами пор 10 кДа.Ammonium sulfate was added to the solution collected after PEI treatment to 80% saturation. A precipitate was formed in the refrigerator during the day. The precipitate was isolated by centrifugation at 12,000 rpm, + 4 ° C for 20 minutes. Protein precipitate was dissolved in 0.05 M Tris buffer. The solution was desalted by diafiltration on hollow fibers with a pore size of 10 kDa.
Провели ионообменную хроматографией на DEAE-целлюлозе. Колонку, содержащую 80 мл суспензии сорбента DEAE-целлюлозы, предварительно уравновесили 0,01 М Трис-буфером. Обезсоленый раствор белков нанесли на колонку. Элюцию сорбированных белков провели градиентом натрия хлористого 0,05-1,0 М NaCl в 0,01 М Трис буфере, рН 8,0. Скорость элюции 20-40 мл/час. Контроль содержания белка провели с помощью УФ-детектора при длине волны 280 нм. При элюции собрали три фракции белка, имеющего активность. Все активные фракции объединили. Объединенный раствор обессолили диафильтрацией на установке для тангенциальной ультрафильтрации.Conducted by ion exchange chromatography on DEAE-cellulose. A column containing 80 ml of a suspension of DEAE-cellulose sorbent was pre-equilibrated with 0.01 M Tris buffer. A desalted protein solution was applied to the column. The sorbed proteins were eluted using a gradient of sodium chloride 0.05-1.0 M NaCl in 0.01 M Tris buffer, pH 8.0. The elution rate is 20-40 ml / hour. The protein content was monitored using a UV detector at a wavelength of 280 nm. Upon elution, three fractions of the protein having activity were collected. All active fractions were combined. The combined solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit.
Провели хроматографию полученного раствора на гидрофобном сорбенте для отделения остаточных пирогенов. В колонку поместили 50 мл гидрофобного сорбента Сфероцелл С-80, содержащего гидрофобные лиганды С8-С10 (сорбент на основе макропористой целлюлозной матрицы, модифицированной октил/децилглицидиловым эфиром). Колонку уравновесили 0,01 М фосфатным буфером с добавкой 0,05М NaCl, рН 8,0. Раствор пропускали через колонку с сорбентом со скоростью 20-40 мл/час. Выход фермента контролировали УФ-детектором по оптической плотности раствора. Собранный раствор обессолили с помощью диафильтрации на установке для тангенциальной ультрафильтрации и сконцентрировали до содержания белка 4 мг/мл (по Лоури). Довели рН полученного раствора до 7,4. Далее провели стерилизующую фильтрацию через мембрану 0,2 мкм.Chromatography of the resulting solution was carried out on a hydrophobic sorbent to separate residual pyrogens. 50 ml of the hydrophobic sorbent Spherocell C-80 containing hydrophobic C8-C10 ligands (a sorbent based on a macroporous cellulose matrix modified with octyl / decyl glycidyl ether) were placed in a column. The column was equilibrated with 0.01 M phosphate buffer supplemented with 0.05 M NaCl, pH 8.0. The solution was passed through a sorbent column at a rate of 20-40 ml / hour. The enzyme yield was monitored by a UV detector by the optical density of the solution. The collected solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit and concentrated to a protein content of 4 mg / ml (according to Lowry). The pH of the resulting solution was adjusted to 7.4. Then spent sterilizing filtration through a 0.2 μm membrane.
В полученный раствор ввели моносахарид маннитол до концентрации 3,2% и полимер полиглюкин (декстран) до концентрации 0,1%. Раствор стерилизовали фильтрацией через мембрану с порами 0,2 мкм. Раствор разлили по стерильным флаконам по 1,25 мл/флакон.Mannitol monosaccharide was introduced into the resulting solution to a concentration of 3.2% and polyglucin polymer (dextran) to a concentration of 0.1%. The solution was sterilized by filtration through a 0.2 μm pore membrane. The solution was poured into sterile vials at 1.25 ml / vial.
Флаконы заморозили до -40°С в течение 2-10 часов и лиофилизовали в течение суток по стандартной программе. После лиофилизации флаконы герметично укупорили.Vials were frozen to -40 ° C for 2-10 hours and lyophilized for 24 hours according to the standard program. After lyophilization, the bottles were hermetically sealed.
Получили очищенный комплекс протеолитических ферментов с активностью по коллагену 1500-2500 мкг субстрата/мин×мг фермента, который может быть использован для медицинских целей. В 1 флаконе 5 мг очищенного комплекса протеолитических ферментов. Всего получили 120 флаконов.Got a purified complex of proteolytic enzymes with collagen activity of 1500-2500 μg of substrate / min × mg of enzyme, which can be used for medical purposes. In 1 vial 5 mg of purified complex of proteolytic enzymes. A total of 120 bottles were received.
Выполнен электрофорез выделенного комплекса протеолитических ферментов в полиакриламидном геле. После окрашивания пластины геля красителем кумасси синим виден большой набор полос белков с различными массами. Наиболее интенсивно окрашены полосы соответствующие массам 25±2 и 36±3 кДа и мене интенсивно в области 45 кДа.Electrophoresis of the isolated complex of proteolytic enzymes in a polyacrylamide gel was performed. After staining the gel plate with Coomassie Blue dye, a large set of protein bands with different masses is visible. The most intensively colored bands correspond to
Специфическую коллагенолитическую активность выделенного в примерах комплекса протеолитических ферментов определялась по скорости ферментативного гидролиза коллагена методом окрашивания освобождающихся аминогрупп тринитробензолсульфокислотой (ТНБС). Активность определяли в микрограммах гидролизованного субстрата 1 миллиграммом фермента в минуту.The specific collagenolytic activity of the proteolytic enzyme complex isolated in the examples was determined by the rate of enzymatic hydrolysis of collagen by staining the released amino groups with trinitrobenzenesulfonic acid (TNBS). Activity was determined in micrograms of hydrolyzed substrate by 1 milligram of enzyme per minute.
Метод ТНБС известен из технической литературы: Практическая химия белка: Пер. с англ. / Под ред. А. Дарбре. - М.: Мир, 1989. - 623 с.The TNBS method is known from the technical literature: Practical protein chemistry: Per. from English / Ed. A. Darbre. - M .: Mir, 1989 .-- 623 p.
Пример 2.Example 2
В качестве исходного сырья использовали 400 г пищеварительных органов щук. Органы отмыли от крови водой и провели гомогенизацию тканей в буфере, для чего дезинтегрировали в гомогенизаторе (10 мин), постепенно добавляя 0,05 М Трис-буфер включающий 1 М хлористого натрия NaCl и 0,005М хлористого кальция CaCl2 рН 7,4 (800 мл). Для отделения измельченных тканей (гомогената) центрифугированием предварительно провели экстракцию на холоду в течение суток. Общий объем экстракта составил 1200 мл. Гомогенат центрифугировали при 25000 об/мин, +4°С 30 мин. Верхний слой липидов откинули.As the feedstock used 400 g of the digestive organs of pikes. The organs were washed from the blood with water and homogenized the tissues in a buffer, for which they were disintegrated in a homogenizer (10 min), gradually adding 0.05 M Tris buffer including 1 M sodium chloride NaCl and 0.005 M calcium chloride CaCl 2 pH 7.4 (800 ml). To separate the crushed tissues (homogenate) by centrifugation, extraction was performed in the cold for 24 hours. The total volume of the extract was 1200 ml. The homogenate was centrifuged at 25,000 rpm, + 4 ° C for 30 minutes. The upper layer of lipids was thrown back.
Осадок повторно гомогенизировали в 0,05 М Трис-буфере с добавкой 0,005М хлористого кальция CaCl2 рН 7,4 (200 мл). провели повторную Экстракцию провели на холоду в течение суток. Общий объем экстракта составил 300 мл. Экстракт (Гомогенат) для отделение измельченных тканей центрифугировали при 25000 об/мин, +4°С 30 мин. Верхний слой липидов и осадок откинули.The pellet was re-homogenized in 0.05 M Tris buffer supplemented with 0.005 M calcium chloride CaCl 2 pH 7.4 (200 ml). spent repeated extraction spent in the cold during the day. The total volume of the extract was 300 ml. The extract (homogenate) for separation of crushed tissues was centrifuged at 25,000 rpm, + 4 ° C for 30 minutes. The upper lipid layer and sediment were thrown back.
Оба супернатанта объединили и получили 1200 мл раствора. Полученный раствор профильтровали через мембрану с размерами пор 0,2 мкм.Both supernatants were combined and received 1200 ml of solution. The resulting solution was filtered through a membrane with a pore size of 0.2 μm.
Раствор подтитровали 0,1 М раствором гидроокиси натрия до рН 8,0. При перемешивании в 1200 мл раствора супернатанта добавили 6 мл раствора полиэтиленимина (ПЭИ) до конечной концентрации полиэтиленимина в растворе 0,025 вес. %.The solution was triturated with a 0.1 M sodium hydroxide solution to a pH of 8.0. While stirring in 1200 ml of the supernatant solution, 6 ml of a solution of polyethyleneimine (PEI) was added to a final concentration of polyethyleneimine in a solution of 0.025 weight. %
Конечная концентрация полиэтиленимина составила (6*5)/1206≈0,025 (весовой процент полиэтиленимина в экстракте).The final concentration of polyethyleneimine was (6 * 5) / 1206≈0.025 (weight percent of polyethyleneimine in the extract).
Образовался осадок нуклеиновых кислот с ПЭИ. Раствор перемешивали еще 40 минут при комнатной температуре для укрупнения осадка.A nucleic acid precipitate formed with PEI. The solution was stirred for another 40 minutes at room temperature to enlarge the precipitate.
Осадок (нуклеиновые кислоты) выделили на центрифуге 12000 об/мин в течение 25 мин. Осадок ПЭИ и нуклеиновых кислот практически не имел протеолитической активности. Его отбросили.The precipitate (nucleic acids) was isolated in a centrifuge at 12,000 rpm for 25 minutes. The precipitate of PEI and nucleic acids had practically no proteolytic activity. They threw him away.
В раствор, собранный обработки ПЭИ, ввели сульфат аммония до 80% насыщения. Осадок формировали в холодильнике в течение суток. Осадок выделили центрифугированием при 12000 об/мин, +4°С 20 мин. Осадок белков растворили в 0,05М Трис-буфере. Раствор обессолили диафильтрацией на полых волокнах с размерами пор 10 кДа.Ammonium sulfate was added to the solution collected by the PEI treatment to 80% saturation. A precipitate was formed in the refrigerator during the day. The precipitate was isolated by centrifugation at 12,000 rpm, + 4 ° C for 20 minutes. Protein precipitate was dissolved in 0.05 M Tris buffer. The solution was desalted by diafiltration on hollow fibers with a pore size of 10 kDa.
Провели ионообменную хроматографией на DEAE-целлюлозе. Колонку, содержащую 80 мл суспензии сорбента DEAE-целлюлозы, предварительно уравновесили 0,01 М Трис-буфером. Обезсоленый раствор белков нанесли на колонку. Элюцию сорбированных белков провели градиентом натрия хлористого 0,05-1,0 М NaCl в 0,01 М Трис буфере, рН 8,0. Скорость элюции 20-40 мл/час. Контроль содержания белка провели с помощью УФ-детектора при длине волны 280 нм. При элюции собрали три фракции белка, имеющего активность. Все активные фракции объединили. Объединенный раствор обессолили диафильтрацией на установке для тангенциальной ультрафильтрации.Conducted by ion exchange chromatography on DEAE-cellulose. A column containing 80 ml of a suspension of DEAE-cellulose sorbent was pre-equilibrated with 0.01 M Tris buffer. A desalted protein solution was applied to the column. The sorbed proteins were eluted using a gradient of sodium chloride 0.05-1.0 M NaCl in 0.01 M Tris buffer, pH 8.0. The elution rate is 20-40 ml / hour. The protein content was monitored using a UV detector at a wavelength of 280 nm. Upon elution, three fractions of the protein having activity were collected. All active fractions were combined. The combined solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit.
Провели хроматографию полученного раствора на гидрофобном сорбенте для отделения остаточных пирогенов. В колонку поместили 50 мл гидрофобного сорбента Сфероцелл С-80, содержащего гидрофобные лиганды С8-С10. Колонку уравновесили 0,01 М фосфатным буфером с добавкой 0,05М NaCl, рН 8,0. Раствор пропускали через колонку с сорбентом со скоростью 20-40 мл/час. Выход фермента контролировали УФ-детектором по оптической плотности раствора. Собранный раствор обессолили с помощью диафильтрации на установке для тангенциальной ультрафильтрации и сконцентрировали до содержания белка 2 мг/мл (по Лоури). Довели рН полученного раствора до 7,4. Далее провели стерилизующую фильтрацию через мембрану 0,2 мкм.Chromatography of the resulting solution was carried out on a hydrophobic sorbent to separate residual pyrogens. 50 ml of the hydrophobic sorbent Spherocell C-80 containing hydrophobic ligands C8-C10 were placed in the column. The column was equilibrated with 0.01 M phosphate buffer supplemented with 0.05 M NaCl, pH 8.0. The solution was passed through a sorbent column at a rate of 20-40 ml / hour. The enzyme yield was monitored by a UV detector by the optical density of the solution. The collected solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit and concentrated to a protein content of 2 mg / ml (according to Lowry). The pH of the resulting solution was adjusted to 7.4. Then spent sterilizing filtration through a 0.2 μm membrane.
В полученный раствор ввели дисахарид лактозу до концентрации 10% и г полимер поливинилпирралидон (марки коллидон 17 PF) до концентрации 2,5%. Раствор стерилизовали фильтрацией через мембрану с порами 0,2 мкм. Раствор разлили по стерильным флаконам по 2 мл/флакон.Lactose disaccharide was added to the resulting solution to a concentration of 10% and g polymer polyvinylpyrralidone (grade 17 PF collidone) to a concentration of 2.5%. The solution was sterilized by filtration through a 0.2 μm pore membrane. The solution was poured into sterile vials at 2 ml / vial.
Флаконы заморозили до -40°С в течение 2-10 часов и лиофилизовали в течение суток по стандартной программе. После лиофилизации флаконы герметично укупорили.Vials were frozen to -40 ° C for 2-10 hours and lyophilized for 24 hours according to the standard program. After lyophilization, the bottles were hermetically sealed.
Получили очищенный комплекс протеолитических ферментов с активностью по коллагену 1200-2000 мкг субстрата/мин×мг фермента, который может быть использован для медицинских целей. В 1 флаконе 4 мг очищенного комплекса протеолитических ферментов. Всего получили 125 флаконов.Received a purified complex of proteolytic enzymes with collagen activity of 1200-2000 μg of substrate / min × mg of enzyme, which can be used for medical purposes. In 1 bottle 4 mg of purified complex of proteolytic enzymes. A total of 125 bottles were received.
Выполнен электрофорез выделенного комплекса протеолитических ферментов в полиакриламидном геле. После окрашивания пластины геля красителем кумасси синим виден большой набор полос белков с различными массами. Наиболее интенсивно окрашены полосы соответствующие массам 25±2 и 36±3 кДа и мене интенсивно в области 45 кДа.Electrophoresis of the isolated complex of proteolytic enzymes in a polyacrylamide gel was performed. After staining the gel plate with Coomassie Blue dye, a large set of protein bands with different masses is visible. The most intensively colored bands correspond to
Пример 3Example 3
400 г пищеварительных органов камбалы отмыли от крови водой. Провели гомогенизацию тканей в буфере, для чего ткани дезинтегрировали в гомогенизаторе (10 мин за 5 раз), постепенно добавляя 0,05 М Трис буфер, включающий 3М хлористого натрия NaCl, 0,005М хлористого кальция CaCl2, рН 7,4, 0,02% азида натрия NaN3. (800 мл). Экстракцию провели в холодильнике в течение трех суток. Общий объем экстракта около 1200 мл. Провели отделение измельченных тканей центрифугированием. Экстракт центрифугировали при 14000 Об/мин, +4°С 20 мин. Верхний слой липидов и осадок откинули.400 g of the digestive organs of the flounder were washed from the blood with water. The tissues were homogenized in the buffer, for which the tissues were disintegrated in the homogenizer (10 min for 5 times), gradually adding 0.05 M Tris buffer, including 3 M sodium chloride NaCl, 0.005 M calcium chloride CaCl 2 , pH 7.4, 0.02 % sodium azide NaN 3 . (800 ml). Extraction was carried out in the refrigerator for three days. The total volume of the extract is about 1200 ml. Spent the separation of crushed tissues by centrifugation. The extract was centrifuged at 14,000 rpm, + 4 ° C for 20 minutes. The upper lipid layer and sediment were thrown back.
Получили 800 мл раствора. Полученный раствор профильтровали через мембрану с размерами пор 0,2 мкм.Received 800 ml of solution. The resulting solution was filtered through a membrane with a pore size of 0.2 μm.
Раствор подтитровали 0,1 М раствором гидроокиси натрия до рН 8,0. При перемешивании в 800 мл раствора супернатанта добавили 1,6 мл раствора полиэтиленимина (ПЭИ) до конечной концентрации полиэтиленимина в растворе 0,01 вес. %.The solution was triturated with a 0.1 M sodium hydroxide solution to a pH of 8.0. While stirring, in 800 ml of a supernatant solution, 1.6 ml of a solution of polyethyleneimine (PEI) was added to a final concentration of polyethyleneimine in a solution of 0.01 weight. %
Конечная концентрация полиэтиленимина составила (1,6*5)/801,6≈0,01 (весовой процент полиэтиленимина в экстракте).The final concentration of polyethyleneimine was (1.6 * 5) / 801.6≈0.01 (weight percent of polyethyleneimine in the extract).
Образовался осадок нуклеиновых кислот с ПЭИ. Раствор перемешивали еще 25 минут при комнатной температуре для укрупнения осадка.A nucleic acid precipitate formed with PEI. The solution was stirred for another 25 minutes at room temperature to enlarge the precipitate.
Осадок (нуклеиновые кислоты) выделили на центрифуге 12000 об/мин в течение 25 мин. Осадок ПЭИ и нуклеиновых кислот практически не имел протеолитической активности. Его отбросили.The precipitate (nucleic acids) was isolated in a centrifuge at 12,000 rpm for 25 minutes. The precipitate of PEI and nucleic acids had practically no proteolytic activity. They threw him away.
В раствор, собранный обработки ПЭИ, ввели сульфат аммония до 80% насыщения. Осадок формировали в холодильнике в течение суток. Осадок выделили центрифугированием при 12000 об/мин, +4°С 20 мин. Осадок белков растворили в 0,05М Трис-буфере. Раствор обессолили диафильтрацией на полых волокнах с размерами пор 10 кДа.Ammonium sulfate was added to the solution collected by the PEI treatment to 80% saturation. A precipitate was formed in the refrigerator during the day. The precipitate was isolated by centrifugation at 12,000 rpm, + 4 ° C for 20 minutes. Protein precipitate was dissolved in 0.05 M Tris buffer. The solution was desalted by diafiltration on hollow fibers with a pore size of 10 kDa.
Провели ионообменную хроматографией на DEAE-целлюлозе. Колонку, содержащую 80 мл суспензии сорбента DEAE-целлюлозы, предварительно уравновесили 0,01 М Трис-буфером. Обезсоленый раствор белков нанесли на колонку. Элюцию сорбированных белков провели градиентом натрия хлористого 0,05-1,0 М NaCl в 0,01 М Трис буфере, рН 8,0. Скорость элюции 20-40 мл/час. Контроль содержания белка провели с помощью УФ-детектора при длине волны 280 нм. При элюции собрали три фракции белка, имеющего активность. Все активные фракции объединили. Объединенный раствор обессолили диафильтрацией на установке для тангенциальной ультрафильтрации.Conducted by ion exchange chromatography on DEAE-cellulose. A column containing 80 ml of a suspension of DEAE-cellulose sorbent was pre-equilibrated with 0.01 M Tris buffer. A desalted protein solution was applied to the column. The sorbed proteins were eluted using a gradient of sodium chloride 0.05-1.0 M NaCl in 0.01 M Tris buffer, pH 8.0. The elution rate is 20-40 ml / hour. The protein content was monitored using a UV detector at a wavelength of 280 nm. Upon elution, three fractions of the protein having activity were collected. All active fractions were combined. The combined solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit.
Провели хроматографию полученного раствора на гидрофобном сорбенте для отделения остаточных пирогенов. В колонку поместили 50 мл гидрофобного сорбента Сфероцелл С-80, содержащего гидрофобные лиганды С8-С10. Колонку уравновесили 0,01 М фосфатным буфером с добавкой 0,05М NaCl, рН 8,0. Раствор пропускали через колонку с сорбентом со скоростью 20-40 мл/час. Выход фермента контролировали УФ-детектором по оптической плотности раствора. Собранный раствор обессолили с помощью диафильтрации на установке для тангенциальной ультрафильтрации и сконцентрировали до содержания белка 2 мг/мл (по Лоури). Довели рН полученного раствора до 7,4. Далее провели стерилизующую фильтрацию через мембрану 0,2 мкм.Chromatography of the resulting solution was carried out on a hydrophobic sorbent to separate residual pyrogens. 50 ml of the hydrophobic sorbent Spherocell C-80 containing hydrophobic ligands C8-C10 were placed in the column. The column was equilibrated with 0.01 M phosphate buffer supplemented with 0.05 M NaCl, pH 8.0. The solution was passed through a sorbent column at a rate of 20-40 ml / hour. The enzyme yield was monitored by a UV detector by the optical density of the solution. The collected solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit and concentrated to a protein content of 2 mg / ml (according to Lowry). The pH of the resulting solution was adjusted to 7.4. Then spent sterilizing filtration through a 0.2 μm membrane.
В полученный раствор ввели фосфатный буфер до 0,1 М и полимер поливинилпирралидон (марки коллидон 17 PF) до концентрации 10%. Раствор стерилизовали фильтрацией через мембрану с порами 0,2 мкм. Раствор разлили по стерильным флаконам по 2 мл/флакон.Phosphate buffer up to 0.1 M and a polymer polyvinylpyrralidone (grade 17 PF collidone) were introduced into the resulting solution to a concentration of 10%. The solution was sterilized by filtration through a 0.2 μm pore membrane. The solution was poured into sterile vials at 2 ml / vial.
Флаконы заморозили до -40°С в течение 2-10 часов и лиофилизовали в течение суток по стандартной программе. После лиофилизации флаконы герметично укупорили.Vials were frozen to -40 ° C for 2-10 hours and lyophilized for 24 hours according to the standard program. After lyophilization, the bottles were hermetically sealed.
Получили очищенный комплекс протеолитических ферментов с активностью по коллагену 1500-2000 мкг субстрата/мин×мг фермента, который может быть использован для медицинских целей. В 1 флаконе 4 мг очищенного комплекса протеолитических ферментов. Всего получили 150 флаконов.Got a purified complex of proteolytic enzymes with collagen activity of 1500-2000 μg of substrate / min × mg of enzyme, which can be used for medical purposes. In 1 bottle 4 mg of purified complex of proteolytic enzymes. A total of 150 bottles were received.
Выполнен электрофорез в полиакриламидном геле выделенного комплекса протеолитических ферментов. После окрашивания пластины геля красителем кумасси синим наиболее интенсивно окрашены полосы соответствующие массам 25 и 36 кДа и мене интенсивно в области 45 кДа (фиг. 1).Polyacrylamide gel electrophoresis was performed on an isolated complex of proteolytic enzymes. After staining the gel plate with Coomassie blue dye, the bands corresponding to the masses of 25 and 36 kDa and less intense in the region of 45 kDa are most intensely colored (Fig. 1).
Пример 4.Example 4
400 г внутренних органов пираньи отмыли от крови водой. Провели гомогенизацию тканей в буфере. Ткани дезинтегрировали в гомогенизаторе, постепенно добавляя 0,05 М Трис буфер, 0,005М CaCl2, рН 7,4 с 0,02% Азидом натрия NaN3. (800 мл). Экстракцию провели в холодильнике в течение суток. Общий объем экстракта около 1200 мл. Отделение измельченных тканей центрифугированием Экстракт центрифугировали при 14000 Об/мин, +4°С 20 мин. Верхний слой липидов и осадок откинули.400 g of the internal organs of piranha were washed from the blood with water. Homogenized the tissues in the buffer. Tissues were disintegrated in the homogenizer, gradually adding 0.05 M Tris buffer, 0.005 M CaCl 2 , pH 7.4 with 0.02% sodium azide, NaN 3 . (800 ml). Extraction was carried out in the refrigerator during the day. The total volume of the extract is about 1200 ml. Separation of crushed tissues by centrifugation. The extract was centrifuged at 14,000 rpm, + 4 ° C for 20 minutes. The upper lipid layer and sediment were thrown back.
Получили 600 мл раствора. Полученный раствор профильтровали через мембрану с размерами пор 0,2 мкм.Received 600 ml of solution. The resulting solution was filtered through a membrane with a pore size of 0.2 μm.
Раствор подтитровали 0,1 М раствором гидроокиси натрия до рН 8,0. При перемешивании в 600 мл раствора супернатанта добавили 3 мл раствора полиэтиленимина (ПЭИ) до конечной концентрации полиэтиленимина в растворе 0,025 вес. %.The solution was triturated with a 0.1 M sodium hydroxide solution to a pH of 8.0. While stirring in 600 ml of the supernatant solution, 3 ml of a solution of polyethyleneimine (PEI) was added to a final concentration of polyethyleneimine in a solution of 0.025 weight. %
Конечная концентрация полиэтиленимина составила (3*5)/603≈0,025 (весовой процент полиэтиленимина в экстракте).The final concentration of polyethyleneimine was (3 * 5) / 603≈0.025 (weight percent of polyethyleneimine in the extract).
Образовался осадок нуклеиновых кислот с ПЭИ. Раствор перемешивали еще 30 минут при комнатной температуре для укрупнения осадка.A nucleic acid precipitate formed with PEI. The solution was stirred for another 30 minutes at room temperature to enlarge the precipitate.
Осадок (нуклеиновые кислоты) выделили на центрифуге 12000 об/мин в течение 25 мин. Осадок ПЭИ и нуклеиновых кислот практически не имел протеолитической активности. Его отбросили.The precipitate (nucleic acids) was isolated in a centrifuge at 12,000 rpm for 25 minutes. The precipitate of PEI and nucleic acids had practically no proteolytic activity. They threw him away.
В раствор, собранный обработки ПЭИ, ввели сульфат аммония до 80% насыщения. Осадок формировали в холодильнике в течение суток. Осадок выделили центрифугированием при 12000 об/мин, +4°С 20 мин. Осадок белков растворили в 0,05М Трис-буфере. Раствор обессолили диафильтрацией на полых волокнах с размерами пор 10 кДа.Ammonium sulfate was added to the solution collected by the PEI treatment to 80% saturation. A precipitate was formed in the refrigerator during the day. The precipitate was isolated by centrifugation at 12,000 rpm, + 4 ° C for 20 minutes. Protein precipitate was dissolved in 0.05 M Tris buffer. The solution was desalted by diafiltration on hollow fibers with a pore size of 10 kDa.
Провели ионообменную хроматографией на DEAE-целлюлозе. Колонку, содержащую 80 мл суспензии сорбента DEAE-целлюлозы, предварительно уравновесили 0,01 М Трис-буфером. Обезсоленый раствор белков нанесли на колонку. Элюцию сорбированных белков провели градиентом натрия хлористого 0,05-1,0 М NaCl в 0,01 М Трис буфере, рН 8,0. Скорость элюции 20-40 мл/час. Контроль содержания белка провели с помощью УФ-детектора при длине волны 280 нм. При элюции собрали три фракции белка, имеющего активность. Все активные фракции объединили. Объединенный раствор обессолили диафильтрацией на установке для тангенциальной ультрафильтрации.Conducted by ion exchange chromatography on DEAE-cellulose. A column containing 80 ml of a suspension of DEAE-cellulose sorbent was pre-equilibrated with 0.01 M Tris buffer. A desalted protein solution was applied to the column. The sorbed proteins were eluted using a gradient of sodium chloride 0.05-1.0 M NaCl in 0.01 M Tris buffer, pH 8.0. The elution rate is 20-40 ml / hour. The protein content was monitored using a UV detector at a wavelength of 280 nm. Upon elution, three fractions of the protein having activity were collected. All active fractions were combined. The combined solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit.
Провели хроматографию полученного раствора на гидрофобном сорбенте для отделения остаточных пирогенов. В колонку поместили 50 мл гидрофобного сорбента Сфероцелл С-80, содержащего гидрофобные лиганды С8-С10. Колонку уравновесили 0,01 М фосфатным буфером с добавкой 0,05М NaCl, рН 8,0. Раствор пропускали через колонку с сорбентом со скоростью 20-40 мл/час. Выход фермента контролировали УФ-детектором по оптической плотности раствора. Собранный раствор обессолили с помощью диафильтрации на установке для тангенциальной ультрафильтрации и сконцентрировали до содержания белка 2 мг/мл (по Лоури). Довели рН полученного раствора до 7,4. Далее провели стерилизующую фильтрацию через мембрану 0,2 мкм.Chromatography of the resulting solution was carried out on a hydrophobic sorbent to separate residual pyrogens. 50 ml of the hydrophobic sorbent Spherocell C-80 containing hydrophobic ligands C8-C10 were placed in the column. The column was equilibrated with 0.01 M phosphate buffer supplemented with 0.05 M NaCl, pH 8.0. The solution was passed through a sorbent column at a rate of 20-40 ml / hour. The enzyme yield was monitored by a UV detector by the optical density of the solution. The collected solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit and concentrated to a protein content of 2 mg / ml (according to Lowry). The pH of the resulting solution was adjusted to 7.4. Then spent sterilizing filtration through a 0.2 μm membrane.
В полученный раствор ввели Трис-буфер до 0,025 М и полимер поливиниловый спирт до концентрации 0,1%, и дисахарид трегалозу до концентрации 4%. Раствор стерилизовали фильтрацией через мембрану с порами 0,2 мкм. Раствор разлили по стерильным флаконам по 2 мл/флакон.Tris buffer up to 0.025 M and a polymer polyvinyl alcohol to a concentration of 0.1%, and trehalose disaccharide to a concentration of 4% were introduced into the resulting solution. The solution was sterilized by filtration through a 0.2 μm pore membrane. The solution was poured into sterile vials at 2 ml / vial.
Флаконы заморозили до -40°С в течение 2-10 часов и лиофилизовали в течение суток по стандартной программе. После лиофилизации флаконы герметично укупорили.Vials were frozen to -40 ° C for 2-10 hours and lyophilized for 24 hours according to the standard program. After lyophilization, the bottles were hermetically sealed.
Получили очищенный комплекс протеолитических ферментов с активностью по коллагену 1500-2200 мкг субстрата/мин×мг фермента, который может быть использован для медицинских целей. В 1 флаконе 4 мг очищенного комплекса протеолитических ферментов. Всего получили 100 флаконов.Got a purified complex of proteolytic enzymes with collagen activity of 1500-2200 μg of substrate / min × mg of enzyme, which can be used for medical purposes. In 1 bottle 4 mg of purified complex of proteolytic enzymes. A total of 100 bottles were received.
Выполнен электрофорез в полиакриламидном геле выделенного комплекса протеолитических ферментов. После окрашивания пластины геля красителем кумасси синим наиболее интенсивно окрашены полосы соответствующие массам 25 и 36 кДа и мене интенсивно в области 45 кДа.Polyacrylamide gel electrophoresis was performed on an isolated complex of proteolytic enzymes. After staining the gel plate with Coomassie blue dye, the bands corresponding to the masses of 25 and 36 kDa and less intense in the region of 45 kDa are most intensely colored.
Пример 5Example 5
В качестве исходного сырья использовали 500 г пищеварительных органов катрановой акулы (Squalus acanthias). Органы отмыли от крови очищенной водой и дезинтегрировали в гомогенизаторе (10 мин), постепенно добавляя 0,05 М Трис-буфер с добавкой 1М NaCl и 0,005М хлористого кальция CaCl2 рН 7,4 (1000 мл). Экстракцию провели на холоду. Общий объем экстракта составил 1500 мл. Гомогенат центрифугировали при 25000 об/мин, +4°С 30 мин. Верхний слой липидов откинули.As a feedstock, 500 g of the digestive organs of a catran shark (Squalus acanthias) were used. The organs were washed from the blood with purified water and disintegrated in a homogenizer (10 min), gradually adding 0.05 M Tris buffer with 1 M NaCl and 0.005 M calcium chloride CaCl 2 pH 7.4 (1000 ml). Extraction was carried out in the cold. The total volume of the extract was 1500 ml. The homogenate was centrifuged at 25,000 rpm, + 4 ° C for 30 minutes. The upper layer of lipids was thrown back.
Получили 1200 мл раствора. Полученный раствор профильтровали через мембрану с размерами пор 0,2 мкм.Received 1200 ml of solution. The resulting solution was filtered through a membrane with a pore size of 0.2 μm.
Раствор подтитровали 0,1 М раствором гидроокиси натрия до рН 8,0. При перемешивании в 1200 мл раствора супернатанта добавили 12 мл раствора полиэтиленимина (ПЭИ) до конечной концентрации полиэтиленимина в растворе 0,05 вес. %.The solution was triturated with a 0.1 M sodium hydroxide solution to a pH of 8.0. While stirring in 1200 ml of the supernatant solution, 12 ml of a solution of polyethyleneimine (PEI) was added to a final concentration of polyethyleneimine in a solution of 0.05 weight. %
Конечная концентрация полиэтиленимина составила (12*5)/1212≈0,05 (весовой процент полиэтиленимина в экстракте).The final concentration of polyethyleneimine was (12 * 5) / 1212≈0.05 (weight percent of polyethyleneimine in the extract).
Образовался осадок нуклеиновых кислот с ПЭИ. Раствор перемешивали еще 30 минут при комнатной температуре для укрупнения осадка.A nucleic acid precipitate formed with PEI. The solution was stirred for another 30 minutes at room temperature to enlarge the precipitate.
Осадок (нуклеиновые кислоты) выделили на центрифуге 12000 об/мин в течение 25 мин. Осадок ПЭИ и нуклеиновых кислот практически не имел протеолитической активности. Его отбросили.The precipitate (nucleic acids) was isolated in a centrifuge at 12,000 rpm for 25 minutes. The precipitate of PEI and nucleic acids had practically no proteolytic activity. They threw him away.
В раствор, собранный обработки ПЭИ, ввели сульфат аммония до 80% насыщения. Осадок формировали в холодильнике в течение суток. Осадок выделили центрифугированием при 12000 об/мин, +4°С 20 мин. Осадок белков растворили в 0,05М Трис-буфере. Раствор обессолили диафильтрацией на полых волокнах с размерами пор 10 кДа.Ammonium sulfate was added to the solution collected by the PEI treatment to 80% saturation. A precipitate was formed in the refrigerator during the day. The precipitate was isolated by centrifugation at 12,000 rpm, + 4 ° C for 20 minutes. Protein precipitate was dissolved in 0.05 M Tris buffer. The solution was desalted by diafiltration on hollow fibers with a pore size of 10 kDa.
Провели ионообменную хроматографией на DEAE-целлюлозе. Колонку, содержащую 80 мл суспензии сорбента DEAE-целлюлозы, предварительно уравновесили 0,01 М Трис-буфером. Обезсоленый раствор белков нанесли на колонку. Элюцию сорбированных белков провели градиентом натрия хлористого 0,05-1,0 М NaCl в 0,01 М Трис буфере, рН 8,0. Скорость элюции 20-40 мл/час. Контроль содержания белка провели с помощью УФ-детектора при длине волны 280 нм. При элюции собрали три фракции белка, имеющего активность. Все активные фракции объединили. Объединенный раствор обессолили диафильтрацией на установке для тангенциальной ультрафильтрации.Conducted by ion exchange chromatography on DEAE-cellulose. A column containing 80 ml of a suspension of DEAE-cellulose sorbent was pre-equilibrated with 0.01 M Tris buffer. A desalted protein solution was applied to the column. The sorbed proteins were eluted using a gradient of sodium chloride 0.05-1.0 M NaCl in 0.01 M Tris buffer, pH 8.0. The elution rate is 20-40 ml / hour. The protein content was monitored using a UV detector at a wavelength of 280 nm. Upon elution, three fractions of the protein having activity were collected. All active fractions were combined. The combined solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit.
Провели хроматографию полученного раствора на гидрофобном сорбенте для отделения остаточных пирогенов. В колонку поместили 50 мл гидрофобного сорбента Сфероцелл С-80, содержащего гидрофобные лиганды С8-С10. Колонку уравновесили 0,01 М фосфатным буфером с добавкой 0,05М NaCl, рН 8,0. Раствор пропускали через колонку с сорбентом со скоростью 20-40 мл/час. Выход фермента контролировали УФ-детектором по оптической плотности раствора. Собранный раствор обессолили с помощью диафильтрации на установке для тангенциальной ультрафильтрации и сконцентрировали до содержания белка 2,5 мг/мл (по Лоури). Довели рН полученного раствора до 7,4. Далее провели стерилизующую фильтрацию через мембрану 0,2 мкм.Chromatography of the resulting solution was carried out on a hydrophobic sorbent to separate residual pyrogens. 50 ml of the hydrophobic sorbent Spherocell C-80 containing hydrophobic ligands C8-C10 were placed in the column. The column was equilibrated with 0.01 M phosphate buffer supplemented with 0.05 M NaCl, pH 8.0. The solution was passed through a sorbent column at a rate of 20-40 ml / hour. The enzyme yield was monitored by a UV detector by the optical density of the solution. The collected solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit and concentrated to a protein content of 2.5 mg / ml (according to Lowry). The pH of the resulting solution was adjusted to 7.4. Then spent sterilizing filtration through a 0.2 μm membrane.
В полученный раствор ввели Трис-буфер до 0,025 М моносахарид маннитол до концентрации 4%. Раствор простерилизовали фильтрацией через мембрану с порами 0,2 мкм. Раствор разлили по стерильным флаконам по 2 мл/флакон.Tris buffer up to 0.025 M mannitol monosaccharide was added to the resulting solution to a concentration of 4%. The solution was sterilized by filtration through a 0.2 μm pore membrane. The solution was poured into sterile vials at 2 ml / vial.
Флаконы заморозили до -40°С в течение 2-10 часов и лиофилизовали в течение суток по стандартной программе. После лиофилизации флаконы герметично укупорили.Vials were frozen to -40 ° C for 2-10 hours and lyophilized for 24 hours according to the standard program. After lyophilization, the bottles were hermetically sealed.
Получили очищенный комплекс протеолитических ферментов с активностью по коллагену 1800-2600 мкг субстрата/мин×мг фермента, который может быть использован для медицинских целей. В 1 флаконе 5 мг очищенного комплекса протеолитических ферментов. Всего получили 130 флаконов.A purified complex of proteolytic enzymes with collagen activity of 1800-2600 μg of substrate / min × mg of enzyme, which can be used for medical purposes, was obtained. In 1 vial 5 mg of purified complex of proteolytic enzymes. A total of 130 bottles were received.
Выполнен электрофорез в полиакриламидном геле выделенного комплекса протеолитических ферментов. После окрашивания пластины геля красителем кумасси синим наиболее интенсивно окрашены полосы соответствующие массам 25 и 36 кДа и мене интенсивно в области 45 кДа.Polyacrylamide gel electrophoresis was performed on an isolated complex of proteolytic enzymes. After staining the gel plate with Coomassie blue dye, the bands corresponding to the masses of 25 and 36 kDa and less intense in the region of 45 kDa are most intensely colored.
Пример 6Example 6
В качестве исходного сырья использовали 500 г пищеварительных органов ската морская лисица (Raja clavata). Органы отмыли от крови очищенной водой и дезинтегрировали в гомогенизаторе (10 мин), постепенно добавляя 1М NaCl и 0,005М хлористого кальция CaCl2, рН 7,4 (1000 мл). Экстракцию провели на холоду. Общий объем экстракта составил 1500 мл. Гомогенат центрифугировали при 25000 об/мин, +4°С 30 мин. Верхний слой липидов откинули.As the raw material used 500 g of the digestive organs of a stingray sea fox (Raja clavata). The organs were washed from the blood with purified water and disintegrated in a homogenizer (10 min), gradually adding 1 M NaCl and 0.005 M calcium chloride CaCl 2 , pH 7.4 (1000 ml). Extraction was carried out in the cold. The total volume of the extract was 1500 ml. The homogenate was centrifuged at 25,000 rpm, + 4 ° C for 30 minutes. The upper layer of lipids was thrown back.
Получили 1200 мл раствора. Полученный раствор профильтровали через мембрану с размерами пор 0,2 мкм.Received 1200 ml of solution. The resulting solution was filtered through a membrane with a pore size of 0.2 μm.
Раствор подтитровали 0,1 М раствором гидроокиси натрия до рН 8,0. При перемешивании в 1200 мл раствора супернатанта добавили 4 мл раствора полиэтиленимина (ПЭИ) до конечной концентрации полиэтиленимина в растворе 0,017 вес. %.The solution was triturated with a 0.1 M sodium hydroxide solution to a pH of 8.0. While stirring in 1200 ml of the supernatant solution, 4 ml of a solution of polyethyleneimine (PEI) was added to a final concentration of polyethyleneimine in a solution of 0.017 weight. %
Конечная концентрация полиэтиленимина составила (4*5)/1204≈0,017 (весовой процент полиэтиленимина в экстракте).The final concentration of polyethyleneimine was (4 * 5) / 1204≈0.017 (weight percent of polyethyleneimine in the extract).
Образовался осадок нуклеиновых кислот с ПЭИ. Раствор перемешивали еще 40 минут при комнатной температуре для укрупнения осадка.A nucleic acid precipitate formed with PEI. The solution was stirred for another 40 minutes at room temperature to enlarge the precipitate.
Осадок (нуклеиновые кислоты) выделили на центрифуге 12000 об/мин в течение 25 мин. Осадок ПЭИ и нуклеиновых кислот практически не имел протеолитической активности. Его отбросили.The precipitate (nucleic acids) was isolated in a centrifuge at 12,000 rpm for 25 minutes. The precipitate of PEI and nucleic acids had practically no proteolytic activity. They threw him away.
В раствор, собранный обработки ПЭИ, ввели сульфат аммония до 80% насыщения. Осадок формировали в холодильнике в течение суток. Осадок выделили центрифугированием при 12000 об/мин, +4°С 20 мин. Осадок белков растворили в 0,05М Трис-буфере. Раствор обессолили диафильтрацией на полых волокнах с размерами пор 10 кДа.Ammonium sulfate was added to the solution collected by the PEI treatment to 80% saturation. A precipitate was formed in the refrigerator during the day. The precipitate was isolated by centrifugation at 12,000 rpm, + 4 ° C for 20 minutes. Protein precipitate was dissolved in 0.05 M Tris buffer. The solution was desalted by diafiltration on hollow fibers with a pore size of 10 kDa.
Провели ионообменную хроматографией на DEAE-целлюлозе. Колонку, содержащую 80 мл суспензии сорбента DEAE-целлюлозы, предварительно уравновесили 0,01 М Трис-буфером. Обезсоленый раствор белков нанесли на колонку. Элюцию сорбированных белков провели градиентом натрия хлористого 0,05-1,0 М NaCl в 0,01 М Трис буфере, рН 8,0. Скорость элюции 20-40 мл/час. Контроль содержания белка провели с помощью УФ-детектора при длине волны 280 нм. При элюции собрали три фракции белка, имеющего активность. Все активные фракции объединили. Объединенный раствор обессолили диафильтрацией на установке для тангенциальной ультрафильтрации.Conducted by ion exchange chromatography on DEAE-cellulose. A column containing 80 ml of a suspension of DEAE-cellulose sorbent was pre-equilibrated with 0.01 M Tris buffer. A desalted protein solution was applied to the column. The sorbed proteins were eluted using a gradient of sodium chloride 0.05-1.0 M NaCl in 0.01 M Tris buffer, pH 8.0. The elution rate is 20-40 ml / hour. The protein content was monitored using a UV detector at a wavelength of 280 nm. Upon elution, three fractions of the protein having activity were collected. All active fractions were combined. The combined solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit.
Провели хроматографию полученного раствора на гидрофобном сорбенте для отделения остаточных пирогенов. В колонку поместили 50 мл гидрофобного сорбента Сфероцелл С-80, содержащего гидрофобные лиганды С8-С10. Колонку уравновесили 0,01 М фосфатным буфером с добавкой 0,05М NaCl, рН 8,0. Раствор пропускали через колонку с сорбентом со скоростью 20-40 мл/час. Выход фермента контролировали УФ-детектором по оптической плотности раствора. Собранный раствор обессолили с помощью диафильтрации на установке для тангенциальной ультрафильтрации и сконцентрировали до содержания белка 2,5 мг/мл (по Лоури). Довели рН полученного раствора до 8,0. Далее провели стерилизующую фильтрацию через мембрану 0,2 мкм.Chromatography of the resulting solution was carried out on a hydrophobic sorbent to separate residual pyrogens. 50 ml of the hydrophobic sorbent Spherocell C-80 containing hydrophobic C 8 -C 10 ligands were placed in the column. The column was equilibrated with 0.01 M phosphate buffer supplemented with 0.05 M NaCl, pH 8.0. The solution was passed through a sorbent column at a rate of 20-40 ml / hour. The enzyme yield was monitored by a UV detector by the optical density of the solution. The collected solution was desalted by diafiltration in a tangential ultrafiltration unit and concentrated to a protein content of 2.5 mg / ml (according to Lowry). The pH of the resulting solution was adjusted to 8.0. Then spent sterilizing filtration through a 0.2 μm membrane.
В полученный раствор ввели Трис-буфер до 0,025 М моносахарид маннитол до концентрации 4%. Раствор простерилизовали фильтрацией через мембрану с порами 0,2 мкм. Раствор разлили по стерильным флаконам по 2 мл/флакон.Tris buffer up to 0.025 M mannitol monosaccharide was added to the resulting solution to a concentration of 4%. The solution was sterilized by filtration through a 0.2 μm pore membrane. The solution was poured into sterile vials at 2 ml / vial.
Флаконы заморозили до -40°С в течение 2-10 часов и лиофилизовали в течение суток по стандартной программе. После лиофилизации флаконы герметично укупорили.Vials were frozen to -40 ° C for 2-10 hours and lyophilized for 24 hours according to the standard program. After lyophilization, the bottles were hermetically sealed.
Получили очищенный комплекс протеолитических ферментов с активностью по коллагену 1800-2600 мкг субстрата/мин×мг фермента, который может быть использован для медицинских целей. В 1 флаконе 5 мг очищенного комплекса протеолитических ферментов. Всего получили 120 флаконов.A purified complex of proteolytic enzymes with collagen activity of 1800-2600 μg of substrate / min × mg of enzyme, which can be used for medical purposes, was obtained. In 1 vial 5 mg of purified complex of proteolytic enzymes. A total of 120 bottles were received.
Выполнен электрофорез в полиакриламидном геле выделенного комплекса протеолитических ферментов. После окрашивания пластины геля красителем кумасси синим наиболее интенсивно окрашены полосы соответствующие массам 25 и 36 кДа и мене интенсивно в области 45 кДа.Polyacrylamide gel electrophoresis was performed on an isolated complex of proteolytic enzymes. After staining the gel plate with Coomassie blue dye, the bands corresponding to the masses of 25 and 36 kDa and less intense in the region of 45 kDa are most intensely colored.
СРАВНЕНИЕ ПОЛУЧЕННОГО КОМПЛЕКСА ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ С ИЗВЕСТНЫМИ АНАЛОГАМИCOMPARISON OF THE RECEIVED COMPLEX OF PROTEOLYTIC ENZYMES WITH KNOWN ANALOGUES
Сравнительную специфическую активность определяли для полученного комплекса протеолитических ферментов в сравнении с коммерческим препаратом коллагеназы краба и коммерческой сериновой протеазой химотрипсин. В качестве субстрата использовали высокомолекулярный фотожелатин. Реакцию ферментативного гидролиза провели при +37°С. Для получения сравнимых результатов испытуемые препараты растворили в одинаковой концентрации по белку. Концентрацию белка нормировали по калибровочным кривым по оптической плотности при 280 нм. Для определения активности использовали концентрации ферментов 0,25, 0,1, 0,05, 0,025 мг/мл. Активность фермента зависит от ионной силы, природы присутствующих солей и рН среды. В деионизированной воде протеолитические ферменты мало активны. Для создания различного кислотно-основного баланса среды использовали 0,2 М фосфатно-лимоннокислый буфер.Comparative specific activity was determined for the obtained complex of proteolytic enzymes in comparison with the commercial preparation of crab collagenase and the commercial serine protease chymotrypsin. High molecular weight photo gelatin was used as a substrate. The enzymatic hydrolysis reaction was carried out at + 37 ° C. To obtain comparable results, the test drugs were dissolved in the same protein concentration. Protein concentration was normalized by calibration curves for optical density at 280 nm. To determine the activity used the concentration of enzymes 0.25, 0.1, 0.05, 0.025 mg / ml. The activity of the enzyme depends on the ionic strength, the nature of the salts present and the pH of the medium. In deionized water, proteolytic enzymes are not very active. To create a different acid-base balance of the medium, 0.2 M phosphate-citric acid buffer was used.
Полученные результаты представлены в таблице. Специфическая активность выделенного комплекса протеолитических ферментов в области рН 7,0-9,2 практически совпадает со специфической активностью комплекса ферментов, выделенных из гепатопанкреаса краба. Химотрипсин показал низкую активность в отношении к субстрату.The results are presented in the table. The specific activity of the isolated complex of proteolytic enzymes in the pH range 7.0–9.2 practically coincides with the specific activity of the complex of enzymes isolated from crab hepatopancreas. Chymotrypsin showed low activity in relation to the substrate.
В таблице приведена специфическая активность протеолитических ферментов в мкг субстрата*мин/мг фермента.The table shows the specific activity of proteolytic enzymes in μg of substrate * min / mg of enzyme.
Известно, что для каждого фермента существует оптимальная область рН, при котором его ферментативная активность максимальна. Для установления рН-оптимума действия обычно используют универсальные буферы, эффективные в широком диапазоне рН. Мы использовали фосфатно-лимоннокислый буфер. К сожалению, оказалось, что анион лимонной кислоты (цитрат), снижает активность протеолитических ферментов. Тем не менее, во-первых удалось установить, что рН-оптимум для комплекса протеолитических ферментов лежит в области рН 7,0-9,0, во вторых комплекс протеолитических ферментов, выделенных из пищеварительных органов рыб имеет близкую специфическую активность и рН-оптимум к характеристикам крабовой коллагеназыIt is known that for each enzyme there is an optimal pH range at which its enzymatic activity is maximum. To establish the pH optimum of action, universal buffers are usually used that are effective over a wide pH range. We used phosphate citric acid buffer. Unfortunately, it turned out that the anion of citric acid (citrate) reduces the activity of proteolytic enzymes. Nevertheless, firstly, it was possible to establish that the pH optimum for the complex of proteolytic enzymes lies in the pH range 7.0–9.0, and secondly, the complex of proteolytic enzymes isolated from the digestive organs of fish has a close specific activity and the pH optimum is characteristics of crab collagenase
ТаблицаTable
ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУЧЕННОГО КОМПЛЕКСА ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВEXAMPLE OF APPLICATION OF THE RECEIVED COMPLEX OF PROTEOLYTIC ENZYMES
Терапевтическое действие препарата - эффект очищения ран и отторжение струпа исследовали на модели термического ожога на крысах самцах. Эксперименты выполнены на белых беспородных крысах, самцах - 60 штук. Животные были распределены на группы с помощью метода рандомизации с использованием в качестве основного критерия массы тела. При сравнительном изучении влияния комплекса на динамику отторжения некротического струпа было использовано по 5 особей крыс. При изучении специфической активности опытные и контрольные группы состояли из 10 крыс (ожоги). В группе изучения местно-раздражающего действия комплекса использовали группы по 5 крыс.The therapeutic effect of the drug - the effect of cleansing wounds and scab rejection was investigated on a model of thermal burns in male rats. The experiments were performed on white outbred rats, males - 60 pieces. Animals were divided into groups using the randomization method using body weight as the main criterion. In a comparative study of the effect of the complex on the dynamics of rejection of the necrotic scab, 5 rats were used each. In the study of specific activity, the experimental and control groups consisted of 10 rats (burns). Groups of 5 rats were used in the study group of the locally irritating effect of the complex.
Животных из контрольной и опытных групп наркотизировали диэтиловым эфиром и наносили на депилированную кожу спины в грудино-поясничной области термический ожог раскаленной до 200°С металлической пластиной площадью 2 см2 с экспозицией 10 секунд. Экспериментальную терапию проводили комплексом протеолитических ферментов, полученным по примерам 1-6 и препаратом сравнения крабовой коллагеназой при разведении их водой.Animals from the control and experimental groups were anesthetized with diethyl ether and a thermal burn of a 2 cm 2 metal plate heated to 200 ° C with an exposure of 10 seconds was applied to the depilated back skin in the sternum-lumbar region. Experimental therapy was carried out with a complex of proteolytic enzymes obtained according to examples 1-6 and a crab collagenase comparison drug when diluted with water.
На модели термических ожогов у крыс были установлены более ранние клинически значимые признаки коллагенолитических свойств исследуемого комплекса - краевое, неполное и полное отторжение некротического струпа, сопоставимое с таковыми показателями при терапии ожоговых ран кожи крыс крабовой коллагеназой. Положительное действие комплекса протеолитических ферментов отражалось в активной эпителизации поверхности раневого дефекта с менее выраженными реактивными изменениями многослойного плоского эпителия в краях раны по сравнению с контрольной группой, в которой отмечались менее выраженные процессы регенерации с тенденцией к псевдоэпителиоматозной гиперплазии в краях раны.On the model of thermal burns in rats, earlier clinically significant signs of collagenolytic properties of the studied complex were established - marginal, incomplete and complete rejection of the necrotic scab, comparable with those in the treatment of burn wounds of rat skin with crab collagenase. The positive effect of the complex of proteolytic enzymes was reflected in the active epithelization of the surface of the wound defect with less pronounced reactive changes in the stratified squamous epithelium at the edges of the wound compared to the control group, in which less pronounced regeneration processes were observed with a tendency to pseudoepithelial hyperplasia at the edges of the wound.
Комплекс протеолитических ферментов, полученный в соответствии с заявляемым способом, в частности, по примерам 1-6, не обладает местно-раздражающим действием на кожу крыс при 21-дневном нанесении.The complex of proteolytic enzymes obtained in accordance with the claimed method, in particular, according to examples 1-6, does not have a local irritant effect on the skin of rats with 21 days of application.
Одновременно он обладает регенерирующим, анальгетическим и дезодорирующим действием.At the same time, it has a regenerating, analgesic and deodorizing effect.
Определение подлинности и чистоты комплекса протеолитических ферментов методом электрофорезаDetermination of the authenticity and purity of a complex of proteolytic enzymes by electrophoresis
Для определения подлинности (соответствия молекулярной массе) и чистоты (отсутствие посторонних примесей) используют метод вертикального электрофореза в полиакриламидном геле в нативных и редуцирующих условиях с последующей визуализацией окрашивающим раствором Кумасси. Использовали систему для электрофореза "Mini-PROTEAN 3". Электрофорез проводили при следующих условиях: концентрация разделяющего геля 4-20%, концентрация концентрирующего геля 4%, сила тока 25 мА, напряжение при разделении белков 240 В, продолжительность 50 мин, температура среды +7 град. Цельсия. В лунки дорожек вносили исследуемый раствор препарата в 0,5 М трис-HCl буфере ((гидроксиметил)аминометан) рН 6,8 в количестве 2-7 мкл, из расчета чтобы нагрузка вещества на дорожку геля составляла около 2,5 мкг.To determine the authenticity (correspondence to molecular weight) and purity (absence of extraneous impurities), the method of vertical electrophoresis in polyacrylamide gel is used under native and reducing conditions, followed by visualization with a Coomassie staining solution. Used system for electrophoresis "Mini-PROTEAN 3". Electrophoresis was carried out under the following conditions: concentration of the separation gel 4–20%, concentration of the concentration gel 4%,
По окончании электрофореза гель фиксировали в спиртовом растворе уксусной кислоты, далее окрашивали коллоидным красителем Кумасси в течение 40-60 мин на шейкере, далее краситель сливали и отмывали гель водой до исчезновения фона. Для оценки результатов при выполнении электрофореза в одну из дорожек вносят смесь калибровочных белков с молекулярными массами 18 кДа, 25 кДа, 35 кДа, 45 кДа, 66 кДа, 116 кДа.At the end of electrophoresis, the gel was fixed in an alcoholic solution of acetic acid, then stained with Coomassie colloidal dye for 40-60 minutes on a shaker, then the dye was drained and the gel was washed with water until the background disappeared. To evaluate the results of electrophoresis, a mixture of calibration proteins with molecular masses of 18 kDa, 25 kDa, 35 kDa, 45 kDa, 66 kDa, 116 kDa is introduced into one of the tracks.
На чертеже дорожка 1 рисунка электрофореза содержит калибровочные белки. Дорожки 2 и 3 содержат характерные полосы белков комплекса протеолитических ферментов в редуцирующих условиях. Нагрузка на дорожку 2 составляла 3 мкл раствора, нагрузка на дорожку 3 5 мкл раствора.In the drawing,
Комплекс протеолитических ферментов дает специфические окрашенные полосы в области 23-28 кДа, соответствующие эластазам, в области 32-37 кДа, соответствующие трипсиноподобным ферментам, в области 40-50 кДа, соответствующие химотрипсиноподобным ферментам. В зависимости от процедуры исполнения и степени автолиза окрашенные полосы в этих регионах могут быть как одинарными, так и расщепляться на дублеты и триплеты изоферментов.The complex of proteolytic enzymes gives specific colored bands in the region of 23-28 kDa, corresponding to elastases, in the region of 32-37 kDa, corresponding to trypsin-like enzymes, in the region of 40-50 kDa, corresponding to chymotrypsin-like enzymes. Depending on the execution procedure and the degree of autolysis, the colored bands in these regions can be either single or split into doublets and triplets of isoenzymes.
Характерная для комплекса протеолитических ферментов получаемая в электрофорезе последовательность полос отлична от последовательности полос при электрофорезе крабовой коллагеназе и индивидуальных препаратов протеолитических ферментов, таких как трипсин, химотрипсин и др. Для комплекса протеолитических ферментов не наблюдается различий в картине электрофореза в нередуцирующих и редуцирующих условиях.The sequence of bands obtained in electrophoresis characteristic of a complex of proteolytic enzymes is different from the sequence of bands in electrophoresis of crab collagenase and individual preparations of proteolytic enzymes, such as trypsin, chymotrypsin, etc. For the complex of proteolytic enzymes, there are no differences in the pattern of electrophoresis under non-reducing and reducing conditions.
Нативные ферменты и белки очень часто находятся в виде димеров, тетрамеров и октамеров. Для того чтобы их разделить в процедуре электрофореза до индивидуальных белков создают специальные условия, обычно, путем добавления восстановителя - меркаптоэтанола, который разрывает дисульфидные связи между белками.Native enzymes and proteins are very often found in the form of dimers, tetramers and octamers. In order to separate them in the electrophoresis procedure to individual proteins, special conditions are created, usually by adding a reducing agent, mercaptoethanol, which breaks the disulfide bonds between the proteins.
Таким образом реализуется получение комплекса протеолитических ферментов, содержащего щелочные, нейтральные и кислые протеиназы, с повышенной коллагенолитической активностью за счет повышения специфической активности в отношении глубокого гидролиза коллагена и желатины, а также расщепления гемоглобина, казеина, снижении пирогенности (способность вещества вызывать повышение температуры тела), одновременно с повышением количественного выхода целевого продукты. Помимо вышеназванных субстратов комплекс протеолитических ферментов способен в меньшей степени расщеплять хитозан.Thus, the production of a complex of proteolytic enzymes containing alkaline, neutral and acidic proteinases with increased collagenolytic activity is achieved due to an increase in specific activity with respect to deep hydrolysis of collagen and gelatin, as well as the breakdown of hemoglobin, casein, and a decrease in pyrogenicity (the ability of a substance to increase body temperature) , while increasing the quantitative yield of the target products. In addition to the above substrates, the complex of proteolytic enzymes is able to cleave chitosan to a lesser extent.
Преимущества заявляемого способа обусловлены включением в процесс получения комплекса протеолитических ферментов на оптимальных стадиях операций отделения нуклеиновых кислот и липидно-белковых комплексов путем обработки экстракта полиэтиленимином, а также операции хроматографической очистки на гидрофобном сорбенте, что позволяет своевременно удалить из выделяемого фермента липополисахариды, ответственные за пирогенность. Отсутствие пирогености значительно повышает качество препарата по сравнению с аналогами при медицинском примененииThe advantages of the proposed method are due to the inclusion in the process of obtaining a complex of proteolytic enzymes at the optimal stages of the separation of nucleic acids and lipid-protein complexes by treating the extract with polyethyleneimine, as well as the chromatographic purification operation on a hydrophobic sorbent, which allows timely removal of the lipopolysaccharides responsible for pyrogenicity from the secreted enzyme. The lack of pyrogenicity significantly improves the quality of the drug compared with analogues in medical use
Изобретение позволяет получить протеолитический препарат, который может быть использован в медицине, в косметике и в биотехнологии, в медицине при очистке инфицированных ран от некротических тканей, ожоговых ран, отморожений, для ускорения отторжения струпов и некротических язв, при терапии грыжи интервертебрального диска позвоночника, для лечения келоидных рубцов, для лечения послеоперационных спаек в органах брюшной полости; в косметике для очистки проблемной кожи; в биотехнологии для получения и выделения клеточных культур человеческих и животных тканей.The invention allows to obtain a proteolytic drug that can be used in medicine, in cosmetics and in biotechnology, in medicine when cleaning infected wounds from necrotic tissues, burn wounds, frostbite, to accelerate the rejection of scabs and necrotic ulcers, in the treatment of hernia of the intervertebral disc of the spine, treatment of keloid scars, for the treatment of postoperative adhesions in the abdominal organs; in cosmetics to clean problem skin; in biotechnology to obtain and isolate cell cultures of human and animal tissues.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015144538A RU2610669C1 (en) | 2015-10-16 | 2015-10-16 | Method for production of proteolytic preparation for medical use |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015144538A RU2610669C1 (en) | 2015-10-16 | 2015-10-16 | Method for production of proteolytic preparation for medical use |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2610669C1 true RU2610669C1 (en) | 2017-02-14 |
Family
ID=58458706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015144538A RU2610669C1 (en) | 2015-10-16 | 2015-10-16 | Method for production of proteolytic preparation for medical use |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610669C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2777067C2 (en) * | 2020-10-21 | 2022-08-01 | Елисей Александрович Баженов | Method for production of enzyme preparation of proteolytic action |
WO2023170064A1 (en) | 2022-03-08 | 2023-09-14 | Horizon Ip, S.L | Heparin and mixtures of native proteins and peptides from waste tissue of slaughtered animals |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2034028C1 (en) * | 1992-02-07 | 1995-04-30 | Тихоокеанский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии | Method of preparing of proteolytic complex |
RU2264824C2 (en) * | 1999-06-18 | 2005-11-27 | Йон Браги БЬЯРНАСОН | Fish serine proteinases and their pharmaceutical and cosmetic application |
-
2015
- 2015-10-16 RU RU2015144538A patent/RU2610669C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2034028C1 (en) * | 1992-02-07 | 1995-04-30 | Тихоокеанский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии | Method of preparing of proteolytic complex |
RU2264824C2 (en) * | 1999-06-18 | 2005-11-27 | Йон Браги БЬЯРНАСОН | Fish serine proteinases and their pharmaceutical and cosmetic application |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
TERUEL S.R.L., SIMPSON B.K. Characterization of the collagenolytic enzyme fraction from winter flouder (Pseudopleuronectes americanus).// Comp. Biochem. Physiol., 1995, v.112B, 131-136. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2777067C2 (en) * | 2020-10-21 | 2022-08-01 | Елисей Александрович Баженов | Method for production of enzyme preparation of proteolytic action |
WO2023170064A1 (en) | 2022-03-08 | 2023-09-14 | Horizon Ip, S.L | Heparin and mixtures of native proteins and peptides from waste tissue of slaughtered animals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2587951C (en) | Debriding composition from bromelain and methods of production thereof | |
RU2627159C2 (en) | Method for botulinum toxin production | |
CA1179263A (en) | Chymopapain and method for its use | |
JPH08509219A (en) | Methods and compositions for digesting tissue | |
CN110538312A (en) | skin wound repair ointment and preparation method thereof | |
US6902548B1 (en) | Use of Streptomyces hyalurolyticus enzyme in ophthalmic treatments | |
US11702447B2 (en) | Methods for producing collagen | |
KR101916759B1 (en) | The Method of High-yield and High-purity Manufacturing of Allo-collagen Composition Extracted From Human origin | |
RU2610669C1 (en) | Method for production of proteolytic preparation for medical use | |
Filatova et al. | Supramolecular assemblies of mucin and lysozyme: Formation and physicochemical characterization | |
JP2002537069A (en) | How to treat damage | |
RU2562581C1 (en) | Method of producing biologically active agent from sea cucumber, having general tonic and immunomodulating properties | |
RU2132688C1 (en) | Method of preparing biologically active preparations from embryonal tissues | |
RU2663132C1 (en) | Method for producing low-molecular dna with high degree of purity | |
JP3805975B2 (en) | Wound healing agent | |
RU2250047C1 (en) | Food restorative prophylactic product out of cartilaginous tissue of hydrobionts and method for its obtaining | |
RU2795425C1 (en) | Method for obtaining hybrid preparation of papain and carboxymethylcellulose in the form of a dense solution | |
JPH0394676A (en) | Enzyme compounds for indicating collagen degradation activity and method of its isolation and purification | |
RU2304441C1 (en) | Method for obtaining sulfated glycosaminoglycans out of biological tissues | |
JP2004083451A (en) | Skin lotion | |
KR102647642B1 (en) | Peptides having blood coagulation activity and use thereof | |
RU2236460C1 (en) | Method for preparing collagenase | |
JP4239143B2 (en) | Method for producing non-bovine modified collagen | |
JPH03198782A (en) | Carrier for transducing gene, complex of the same carrier and gene and transduction of gene to cell | |
RU2712528C1 (en) | Method for producing collagenase preparation in gel based on food chitosan and chitosan succinate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171017 |