RU2678435C2 - Способ получения гетерогенного препарата на основе коллагеназы и хитозана - Google Patents

Способ получения гетерогенного препарата на основе коллагеназы и хитозана Download PDF

Info

Publication number
RU2678435C2
RU2678435C2 RU2017123460A RU2017123460A RU2678435C2 RU 2678435 C2 RU2678435 C2 RU 2678435C2 RU 2017123460 A RU2017123460 A RU 2017123460A RU 2017123460 A RU2017123460 A RU 2017123460A RU 2678435 C2 RU2678435 C2 RU 2678435C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
collagenase
chitosan
molecular weight
buffer
buffer solution
Prior art date
Application number
RU2017123460A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017123460A3 (ru
RU2017123460A (ru
Inventor
Марина Геннадьевна Холявка
Валерий Григорьевич Артюхов
Светлана Сергеевна Ольшанникова
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ")
Priority to RU2017123460A priority Critical patent/RU2678435C2/ru
Publication of RU2017123460A3 publication Critical patent/RU2017123460A3/ru
Publication of RU2017123460A publication Critical patent/RU2017123460A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2678435C2 publication Critical patent/RU2678435C2/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/715Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
    • A61K31/716Glucans
    • A61K31/722Chitin, chitosan
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/43Enzymes; Proenzymes; Derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/10Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a carbohydrate

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области медицины и биотехнологии, а именно к способу получения средства на основе коллагеназы и хитозана, обладающего регенерирующим и ранозаживляющим действием, согласно которому осуществляют иммобилизацию коллагеназы в буферном растворе на матрицу кислоторастворимого среднемолекулярного или высокомолекулярного хитозана в соотношении 20 мл буферного раствора коллагеназы в концентрации 1 мг/мл на 1 г указанной матрицы, при этом в качестве буферного раствора для иммобилизации используют 0,05 М глициновый буфер с рН 8,6 для среднемолекулярного хитозана и с рН 10,5 для высокомолекулярного хитозана; далее проводят инкубирование в течение 5 часов при комнатной температуре с периодическим перемешиванием; затем промывают образовавшийся осадок 50 мМ трис-HCl буфером с рН 7,5 до отсутствия в промывных водах коллагеназы. Изобретение обеспечивает сокращение расхода ранозаживляющего средства за счет его высокой стабильности и пролонгированного действия. 6 ил., 2 пр.

Description

Изобретение относится к биотехнологии, в частности, к способу получения иммобилизованных ферментов, и может быть использовано в химико-фармацевтической промышленности, медицинской и лабораторной практике при изготовлении лекарственных средств, обладающих регенерирующим и ранозаживляющим действием. Препараты можно получить в виде порошков различной дисперсности, пленок, гелей. Они стабильны при хранении, обладают пролонгированным антимикробным и адсорбирующим действием.
Ферментные лекарственные средства, применяемые при лечении гнойных ран, на российском рынке представлены незначительной группой фармацевтических препаратов. Использование многих энзимов в свободном состоянии (в растворе) не дает высокого эффекта, т.к. белок нестабилен в таких условиях и может подвергаться протеолизу. Все большее применение в медицине и промышленности находят иммобилизованные биопрепараты. В широком смысле иммобилизация означает любое ограничение числа степеней свободы молекулы фермента или ее фрагментов. Иммобилизованными называют энзимы, искусственно связанные с нерастворимым носителем посредством физических или химических взаимодействий и сохраняющие частично или полностью каталитические свойства.
Известно, что иммобилизация фермента на нерастворимом носителе позволяет решить несколько важных задач для медицины: 1) получение препаратов пролонгированного действия, благодаря стабилизации и увеличению времени полужизни фермента, 2) решение проблемы диффузии вещества в организме, 3) направленное регулирование оптимумов функционирования препарата (температурный оптимум, оптимум рН). Наиболее эффективными композициями являются гели, мази и повязки, позволяющие при локальном воздействии на рану одновременно влиять на патогенную микрофлору и стимулировать процессы заживления.
На сегодняшний день для воздействия на многообразие микроорганизмов, которые вызывают гнойно-воспалительный процесс, используют средства с антибиотиками и антисептиками. Однако порой бесконтрольное их применение приводит сначала к появлению, а затем к преобладанию в ране резистентной к ним микрофлоры [Патент RU 2542373, МПК А61K 31/14, А61K 31/4164, А61K 47/34, А61K 47/48, А61K 9/06, А61Р 31/04, А61Р 17/02, опубл. 20.02.2015].
Применение протеолитических ферментов в лекарственных средствах способствует очищению пораженных тканей от детрита, экссудата, увеличению контакта между патогенным микробом и антибиотиком или другим противомикробным средством. С этой целью применяются различные протеазы, такие как химопсин, трипсин, фибринолизин, папаин, террилитин, стрептокиназа; нуклеазы - дезоксирибонуклеаза и рибонуклеаза; другие энзимы - гиалуронидаза, лизоамидаза. Однако с их помощью невозможно решить все вопросы, связанные с очищением ран, т.к. эти ферменты не способны воздействовать на коллаген [Вольф М., Рансбергер К. Лечение ферментами. - М.: Мир. - 1976; Машковский М.Д. Лекарственные средства. - М.: Медицина. - 1988].
Коллагеназа (3.4.24.7) является уникальным ферментом, который способен избирательно гидролизовать коллаген, входящий в состав соединительной ткани живого организма. Расщепляя крайне устойчивые к действию других протеаз коллагеновые волокна, коллагеназа выполняет в организме человека и животных важнейшие функции, участвует в превращениях соединительной ткани при росте и морфогенезе, а также в устранении некоторых патологических процессов. Среди коллагеназ микробного происхождения наиболее изученными и хорошо известными являются коллагеназы, синтезируемые бактерией Clostridium histolyticum, которые характеризуются высокой специфичностью действия на коллагеновые волокна. Они широко используются в биотехнологии и для лабораторных целей. К настоящему времени уже разработан ряд фармацевтических композиций на основе коллагеназы [Патент RU 2166950, МПК А61K 35/74, C12Q 1/37, опубл. 20.05.2001; Патент RU 2129862, МПК А61K 9/06, А61K 47/36; Патент RU 2174389, МПК А61K 9/06, А61K 38/43, А61Р 17/02, опубл. 10.10.2001; Патент RU 2139044, МПК А61K 9/06, А61K 38/48; опубл. 10.10.1999; Патент RU 2127128, МПК A61L 15/32, опубл. 10.03.1999; Патент RU 2149644, МПК А61K 38/48, опубл. 27.05.2000]. Выявлено ее литическое действие на струп ожоговой раны. При гнойных ранах фермент способствует быстрому удалению нежизнеспособных тканей и эксудата, раннему появлению грануляционной ткани, эпителизации. Применение коллагеназы предупреждает развитие грубых рубцов, при этом сохраняется подвижность кожи и мягких тканей [Патент RU 2093166, МПК А61K 35/39, опубл. 20.10.1997].
Описан способ получения пористого ранозаживляющего материала, содержащего раствор коллагеназы, который выполняет функцию очистки раневой поверхности от некротической ткани, не обладает антисептическими свойствами и не освобождает раны от гноя и экссудата [Патент RU 2033805, МПК А61K 38/43, C12N 11/04, опубл. 30.04.1995].
Довольно близким к предлагаемой нами композиции является препарат «Ируксол» (Германия), который содержит коллагеназу в смеси с протеазами, выделенными из бактериальной культуры Clostridium histolyticum. «Ируксол» является комбинированным препаратом с протеолитическим и противомикробным действием для наружного применения, используется для энзиматического очищения ран, в том числе при варикозных язвах, пролежнях, при гангрене конечностей, в особенности у больных сахарным диабетом, а также при отморожениях, при длительно незаживающих послеоперационных ранах, после лучевой терапии, при подготовке к трансплантации кожи. Недостатком «Ируксола» является содержание в его составе антибиотика левомицетина, который может вызывать аллергическую реакцию и в настоящее время слабо действует на адаптировавшуюся к нему патогенную микрофлору. Кроме того, недостатком «Ируксола» является то, что липофильная основа препарата не обладает дегидратирующей способностью, что особенно важно при лечении гнойных ран в первой фазе раневого процесса [Susagawara R., Harper Е. Publication and characterization of three forms of collagenase from Clostridium histolyticum // Biochemistry. - 1984. - V. 23. - P. 5175-5182].
Непосредственное введение нативных ферментов в рану приводит к их быстрой инактивации, что снижает лечебный эффект, поэтому известны многочисленные методы иммобилизации различных энзимов, включая коллагеназу. Использование физической иммобилизации для получения комплекса сополимера и протеазы способствует пролонгированию ее лизирующего действия за счет депо-эффекта путем медленного высвобождения фермента в рану [Патент RU 2014086, МПК A61L 15/12, опубл. 15.06.1994].
Поликатионный полисахарид хитозан, продукт деацетилирования хитина, широко применяется в различных отраслях промышленности, биотехнологии, медицине и косметологии. Обнаружение биостимулирующего и ранозаживляющего действия хитозана способствовало созданию на его основе новых способов получения защитных и противораневых покрытий, шовных материалов, а также препаратов для ухода за кожей [Патент RU 2197971, МПК А61K 31/722, А61K 33/38, А61Р 17/02, A23L 1/054, опубл. 10.02.2003; Патент RU 2193895, МПК A61L 15/28, A61L 15/30, A61L 15/32, опубл. 10.12.2002; Патент RU 2080126, МПК A61L 17/00, опубл. 09.08.1994]. В частности, разработано средство для наружного применения «Полимед», содержащее хитозан, которое обладает антибактериальным, противогрибковым, противозудным, противоожоговым действием [Патент RU 2140264, МПК А61K 31/00, А61K 31/18, А61K 38/02, опубл. 27.10.1999]. Кроме того, хитозан применяют в качестве консерванта для стабилизации фармацевтических и косметических средств [Патент RU 2028138, МПК А61K 7/00, опубл; 09.02.1995; Патент RU 2136265, МПК А61K 7/00, А61K 7/48, А61K 9/06, опубл. 10.09.1999].
Сочетание коллагеназы и хитозана в одном препарате уже применялось при создании косметического крема, однако, в этом случае фермент не был иммобилизован на матрице полисахарида, а использовалась смесь компонентов. Авторами было продемонстрировано стимулирующее влияние их крема на пролиферацию клеток эпидермиса и ускорение его регенерации, на обменные процессы кожи. Такие показатели, как цвет кожи, ее тургор, эластичность, толщина кожной складки не менялись по сравнению с интактными животными, т.е. раздражающее и аллергизирующее действия отсутствовали. Образцы крема обладали выраженным антиоксидантным эффектом [Патент RU 2110987, МПК А61K 7/48, опубл. 20.05.1998].
В качестве прототипа служил СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННОЙ КОЛЛАГЕНАЗЫ (RU 2389794, МПК C12N 11/12, C12N 9/48, опубл. 20.05.2010), включающий растворение пищевой карбоксиметилцеллюлозы в подщелоченной дистиллированной воде с рН 9,5-10, добавление к фильтрату полученного раствора коллагеназы, выделенной из панкреаса крабов, или микробной коллагеназы, выделенной из Clostridium histolyticum с коллагеназной активностью не ниже 750-1000 ед./мг в виде порошка в присутствии 1-1,5%-ного раствора поверностно-активного вещества, интенсивное перемешивание со скоростью 3000-5000 об/мин в течение 40 мин, охлаждение образовавшейся эмульсии до 5-10°С, уменьшение рН реакционной смеси до 3-3,5, суточную инкубацию в холодильнике, отделение выпавших частиц из раствора, неоднократное добавление к оставшимся частицам ацетатного буфера с рН 4-4,5 при перемешивании, отделение выпавших частиц, содержащих коллагеназу, и их высушивание.
Основным недостатком этого способа является использование поверхностно активных веществ для активации природного соединения (карбоксиметилцеллюлозы), которые невозможно применять в фармацевтической промышленности.
Технический результат заключается в разработке способа получения гетерогенного препарата на основе коллагеназы и хитозана, который позволит сократить расход ранозаживляющего средства благодаря высокой стабильности препарата и его пролонгированному действию.
Действующим веществом предлагаемого нами средства является коллагеназа, которая обладает противовоспалительным и ранозаживляющим действием. Кроме того, в качестве носителя для иммобилизации коллагеназы (основы повязки) нами был выбран хитозан различной молекулярной массы и степени дисперсности, который как носитель для иммобилизации ферментов способен не только повысить их стабильность по отношению к действию различных денатурирующих факторов (что необходимо для достижения возможности пролонгированного действия лекарственных средств), но и сам обладает ранозаживляющими свойствами, что может повысить клиническую эффективность действия препаратов. Введение хитозана в основу лекарственного или косметического средства придает ему бактерицидные свойства и позволяет снизить в готовых формах препарата концентрацию химических консервантов, обеспечивая тем самым снижение токсичности и увеличение биосовместимости.
Поставленная задача решается синтезированием препаратов иммобилизованной на матрице хитозана коллагеназы в виде порошков [Гамзазаде А.И. Производные хитина/хитозана контролируемой структуры в качестве потенциально новых биоматериалов // Дис д. хим. н. - Москва. 2005. - 363 с.], гелей [Патент RU 2172325, МПК С08В 37/08, А61K 31/722, A23L 1/056, опубл. 20.08.2001; Патент RU 2099352, МПК С08В 37/08, опубл. 20.12.1997], пленок [Патент RU 2458077, МПК C08J 5/18, C08L 5/06, C08L 5/08, C08L 101/16; Патент RU 2461575, МПК С08В 37/08, C08J 5/18, опубл. 20.09.2012], что позволяет получать на ее основе биокатализаторы для самых различных целей, включая пищевую, химико-фармацевтическую, медицинскую и сельскохозяйственную отрасли промышленности.
Технический результат достигается тем, что в способе получения гетерогенного препарата различной дисперсности на основе коллагеназы и хитозана, включающем иммобилизацию ферментного препарата в буферном растворе, инкубирование и промывку, согласно изобретению, иммобилизацию коллагеназы проводят на матрицу кислоторастворимого хитозана среднемолекулярного (200 кДа) или высокомолекулярного (350 кДа) в соотношении 20 мл раствора фермента в концентрации 1 мг/мл на 1 г носителя; в качестве буферного раствора для иммобилизации используют 0,05 М глициновый буфер с рН 8,6 для среднемолекулярного и с рН 10,5 для высокомолекулярного хитозана; инкубация проводится в течение 5 часов при комнатной температуре с периодическим перемешиванием; образовавшийся осадок промывают 50 мМ трис-HCl буфером (рН 7.5) до отсутствия в промывных водах белка.
Фиг. 1. Приведены диаграммы содержания белка (в мг на 1 г носителя) в препаратах коллагеназы, адсорбционно иммобилизованной на матрице среднемолекулярного (А) и высокомолекулярного (Б) хитозанов. Фиг. 2. Приведены диаграммы общей активности (в ед на 1 мл раствора) препаратов коллагеназы, адсорбционно иммобилизованной на матрице среднемолекулярного (А) и высокомолекулярного (Б) хитозанов. Фиг. 3. Приведены диаграммы удельной активности (в ед на 1 мг белка в пробе) препаратов коллагеназы, адсорбционно иммобилизованной на матрице среднемолекулярного (А) и высокомолекулярного (Б) хитозанов. Фиг. 4. Приведена диаграмма содержания белка (в мг на 1 г носителя) в препаратах коллагеназы, иммобилизованной различными способами: сополимеризация фермента (с применением 2% и 10% глутарового альдегида), ковалентная (на средне- и высокомолекулярном хитозанах с применением 25% глутарового альдегида) и сорбционная иммобилизация. Фиг. 5. Приведена диаграмма общей активности (в ед. на 1 мл раствора) препаратов коллагеназы, иммобилизованной различными способами: сополимеризация фермента (с применением 2% и 10% глутарового альдегида), ковалентная (на средне- и высокомолекулярном хитозанах с применением 25% глутарового альдегида) и сорбционная иммобилизация. Фиг. 6. Приведена диаграмма удельной активности (в ед. на 1 мг белка в пробе) препаратов коллагеназы, иммобилизованной различными способами: сополимеризация фермента (с применением 2% и 10% глутарового альдегида), ковалентная (на средне- и высокомолекулярном хитозанах с применением 25% глутарового альдегида) и сорбционная иммобилизация.
В качестве объекта исследования была выбрана коллагеназа из Clostridium histolyticum фирмы «Sigma-Aldrich», субстратом для гидролиза служил азоказеин фирмы «Sigma-Aldrich». В качестве носителей для иммобилизации тестировали четыре вида хитозана (ЗАО «Биопрогресс»): хитозан пищевой кислоторастворимый среднемолекулярный (Mr=200 кДа), хитозан кислоторастворимый высокомолекулярный (Mr=350 кДа), хитозан пищевой и сукцинат хитозана водорастворимый.
Для иммобилизации коллагеназы на матрице хитозана использовали различные методики.
Вариант 1. Сорбционная иммобилизация. К 50 мг хитозана добавляли 1 мл буферного раствора фермента в концентрации 1 мг/мл (применяли различные буферные системы, изменяя их рН и ионную силу), инкубировали с периодическим перемешиванием в течение 4 часов для среднемолекулярного хитозана и 5 часов для высокомолекулярного хитозана.
Вариант 2. Ковалентная иммобилизация. К 900 мг хитозана добавляли 18 мл раствора фермента в глициновом буфере с рН 10,0 в концентрации 1 мг/мл и 10 мл 25% глутарового альдегида, инкубировали с периодическим перемешиванием в течение 1 часа.
Вариант 3. Сополимеризация фермента. 5 мг фермента растворяли в 5 мл глицинового буфера с рН 10,0, затем добавляли 5 мл глутарового альдегида различной концентрации и оставляли в чашке Петри до образования пленки.
Во всех трех вариантах после окончания инкубации образовавшийся осадок (или пленку) промывали 50 мМ трис-HCl буфером (рН 7,5) до отсутствия в промывных водах белка (контроль осуществляли на спектрофотометре СФ-2000 при λ=280 нм).
Содержание белка в иммобилизованных препаратах коллагеназы определяли методом Лоури [Lowry О.Н., Rosebrough N.J., Faar A.L., Randall R.J. Protein measurement with folin-phenol reagent // J. Biol. Chem. - 1951. - V. 193. - P. 265-275]. Метод определения протеолитической активности фермента проводили на субстрате азоказеине (Fluka). К 50 мг образца добавляли 200 мкл трис-HCl, рН 7,5, 800 мкл азоказеина (0,5% в 50 мМ трис-HCl буфере, рН 7,5) и инкубировали 2 часа при 37°С. Далее добавляли 800 мкл ТХУ (5%), инкубировали 10 минут при -4°С, затем центрифугировали в течение 3 мин при 13000 об/мин для удаления негидролизованного азоказеина. К 1200 мкл супернатанта добавляли 240 мкл 3% NaOH для нейтрализации кислоты, после чего измеряли оптическую плотность опытной пробы при 410 нм в 1 см кювете. Контрольная проба содержала 800 мкл азоказеина, 800 мкл ТХУ, 50 мг образца и 200 мкл буфера. За единицу каталитической активности принимали количество фермента, которое в условиях эксперимента гидролизует 1 мкМ субстрата за 1 мин. Удельную протеолитическую активность коллагеназы рассчитывали по формуле:
ПА=D*1000/120/200/Ср,
где ПА - протеолитическая активность, мкМ/мин на 1 мг белка, D - оптическая плотность при 410 нм, Ср - концентрация белка в пробе, мг/мл, измеренная по методу Лоури, 120 - время инкубации в минутах, 200 - объем пробы, 1000 - пересчет в мкМ.
Статистическую обработку полученных результатов проводили при уровне значимости 5% с использованием t-критерия Стьюдента.
На первом этапе экспериментов для получения гетерогенных биокатализаторов на основе коллагеназы, иммобилизованной методом адсорбции на матрице хитозанов различной молекулярной массы, в качестве иммобилизационной среды мы использовали различные буферные растворы с рН 8,6-10,5. Результаты для наиболее подходящих буферных систем отражены на фиг. 1-3.
В ходе выполнения эксперимента по определению содержания белка (в мг на 1 г носителя) было выявлено, что сорбция коллагеназы на матрице средне- и высокомолекулярного хитозанов максимальна при использовании глицинового буфера с рН 10,0 и трис-глицинового буфера с рН 8,6 соответственно (фиг. 1). Для пищевого хитозана и сукцината хитозана подобрать удовлетворительные условия сорбции на удалось (степень сорбции в наших экспериментах не превышала 20%).
Высокую общую активность (в ед на мл раствора) показали препараты коллагеназы, иммобилизованные на матрице среднемолекулярного хитозана, приготовленные в среде глицинового буфера с рН 10,0 и трис-глицинового буфера с рН 8,6. При сорбции на высокомолекулярном хитозане оптимальными оказались глициновый буфер с рН 9,5 и трис-глициновый буфер с рН 9,0 (фиг. 2).
Максимальная удельная активность (в ед на мг белка) гетерогенного биокатализатора на основе коллагеназы, сорбированной на матрице среднемолекулярного хитозана, наблюдалась при использовании глицинового буфера с рН 8,6. Для высокомолекулярного хитозана оптимальным оказался глициновый буфер с рН 10,5 (фиг. 3).
Адсорбционная иммобилизация часто является обратимой из-за участия в этом процессе только водородных связей и слабых физических взаимодействий (электростатических, гидрофобных, ван-дер-ваальсовых), поэтому мы использовали также другие методы получения гетерогенных препаратов коллагеназы (ковалентную иммобилизацию с применением глутарового альдегида в качестве сшивающего агента и сополимеризацию фермента (без носителя) в присутствии глутарового альдегида в различных концентрациях) и сравнили полученные результаты с экспериментом по сорбции энзима на средне- и высокомолекулярном хитозанах (фиг. 4-6). Согласно полученным данным, метод адсорбции позволяет сохранить удельную каталитическую активность коллагеназы в большей степени, чем ковалентная иммобилизация и сополимеризация фермента в присутствии глутарового альдегида. Наиболее высокие значения общей и удельной каталитической активности были характерны для образцов, иммобилизованных путем адсорбции на высоко- (350 кДа) и среднемолекулярном (200 кДа) хитозанах при использовании в качестве иммобилизационной среды 0,05 М глицинового буфера с рН 10,5 и 8,6 соответственно. В связи с этим при использовании препаратов в медицине или аналитической практике необходим компромисс между высокой активностью и стабильностью катализатора.
Из вышеизложенного материала следует, что среди апробированных нами вариантов иммобилизации (сорбционная, ковалентная иммобилизация и сополимеризация фермента) для создания гетерогенных препаратов на основе коллагеназы и хитозана наиболее перспективным является адсорбция фермента на высокомолекулярном и среднемолекулярном хитозанах:
Пример 1. К 50 мг высокомолекулярного (350 к Да) хитозана добавляли 1 мл раствора фермента (в концентрации 1 мг/мл) в 0,05 М глициновом буфере с рН 10,5, инкубировали с периодическим перемешиванием в течение 5 часов с суспензией высокомолекулярного хитозана (350 к Да). После окончания инкубации образовавшийся осадок промывали 50 мМ трис-HCl буфером (рН 7,5) до отсутствия в промывных водах белка (контроль этого факта осуществляли на спектрофотометре СФ-2000 при λ=280 нм).
Пример 2. К 50 мг среднемолекулярного (200 кДа) хитозана добавляли 1 мл раствора фермента (в концентрации 1 мг/мл) в 0,05 М глициновом буфере с рН 8,6, инкубировали с периодическим перемешиванием в течение 5 часов с суспензией среднемолекулярного хитозана (350 кДа). После окончания инкубации образовавшийся осадок промывали 50 мМ трис-HCl буфером (рН 7,5) до отсутствия в промывных водах белка (контроль этого факта осуществляли на спектрофотометре СФ-2000 при λ=280 нм).

Claims (1)

  1. Способ получения средства, обладающего регенерирующим и ранозаживляющим действием, на основе коллагеназы и хитозана, включающий иммобилизацию коллагеназы в буферном растворе на матрицу кислоторастворимого среднемолекулярного или высокомолекулярного хитозана в соотношении 20 мл буферного раствора коллагеназы в концентрации 1 мг/мл на 1 г указанной матрицы, при этом в качестве буферного раствора для иммобилизации используют 0,05 М глициновый буфер с рН 8,6 для среднемолекулярного хитозана и с рН 10,5 для высокомолекулярного хитозана; инкубирование в течение 5 часов при комнатной температуре с периодическим перемешиванием; промывание образовавшегося осадка 50 мМ трис-HCl буфером с рН 7,5 до отсутствия в промывных водах коллагеназы.
RU2017123460A 2017-07-03 2017-07-03 Способ получения гетерогенного препарата на основе коллагеназы и хитозана RU2678435C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123460A RU2678435C2 (ru) 2017-07-03 2017-07-03 Способ получения гетерогенного препарата на основе коллагеназы и хитозана

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123460A RU2678435C2 (ru) 2017-07-03 2017-07-03 Способ получения гетерогенного препарата на основе коллагеназы и хитозана

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017123460A3 RU2017123460A3 (ru) 2019-01-10
RU2017123460A RU2017123460A (ru) 2019-01-10
RU2678435C2 true RU2678435C2 (ru) 2019-01-29

Family

ID=64977313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017123460A RU2678435C2 (ru) 2017-07-03 2017-07-03 Способ получения гетерогенного препарата на основе коллагеназы и хитозана

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2678435C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2788454C1 (ru) * 2022-08-01 2023-01-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Способ получения гибридного препарата бромелайна и карбоксиметилцеллюлозы в виде густого раствора

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2204600C2 (ru) * 2001-04-16 2003-05-20 Воронежский государственный университет Способ получения иммобилизованной глюкоамилазы
RU2389794C2 (ru) * 2008-07-02 2010-05-20 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса" Способ получения иммобилизованной коллагеназы

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2204600C2 (ru) * 2001-04-16 2003-05-20 Воронежский государственный университет Способ получения иммобилизованной глюкоамилазы
RU2389794C2 (ru) * 2008-07-02 2010-05-20 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет леса" Способ получения иммобилизованной коллагеназы

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SLOVAKOVA Marcela et al. Testing of collagenase covalently linked to chitosan nanofibers for biomedical applications / Conference: Nanocon 2015, At Brno Czech Republic. *
Белов А.А. и др. Текстильные материалы, содержащие хитозан и протеолитический комплекс из гепатопанкреаса краба, для медицинских целей / Биомедицинская химия, Т.55, N.1, с.61-67. *
Королева В.А. и др. Исследование сорбционной емкости кислоторастворимых хитозанов по отношению к бычьему сывороточному альбумину / Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация, 2015, N.4, с.85-89. *
Королева В.А. и др. Исследование сорбционной емкости кислоторастворимых хитозанов по отношению к бычьему сывороточному альбумину / Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация, 2015, N.4, с.85-89. Белов А.А. и др. Текстильные материалы, содержащие хитозан и протеолитический комплекс из гепатопанкреаса краба, для медицинских целей / Биомедицинская химия, Т.55, N.1, с.61-67. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2788454C1 (ru) * 2022-08-01 2023-01-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Способ получения гибридного препарата бромелайна и карбоксиметилцеллюлозы в виде густого раствора

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017123460A3 (ru) 2019-01-10
RU2017123460A (ru) 2019-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baidamshina et al. Anti-biofilm and wound-healing activity of chitosan-immobilized Ficin
Zhang et al. Functional biomaterials for treatment of chronic wound
Pérez-Rafael et al. Nanoparticle-driven self-assembling injectable hydrogels provide a multi-factorial approach for chronic wound treatment
Saravanakumar et al. Fungal enzyme-mediated synthesis of chitosan nanoparticles and its biocompatibility, antioxidant and bactericidal properties
Martínez et al. Immobilized keratinase and enrofloxacin loaded on pectin PVA cryogel patches for antimicrobial treatment
Dosadina et al. The effect of immobilization, drying and storage on the activity of proteinases immobilized on modified cellulose and chitosan
US20070148215A1 (en) Therapeutically active dressings, their manufacture and use
Leonida et al. Nanocomposite materials with antimicrobial activity based on chitosan
Gordienko et al. The alginate–chitosan composite sponges with biogenic Ag nanoparticles produced by combining of cryostructuration, ionotropic gelation and ion replacement methods
Painter Concerning the wound-healing properties of Sphagnum holocellulose: the Maillard reaction in pharmacology
RU2677858C2 (ru) Способ получения гетерогенного ферментного препарата на основе фицина, обладающего ранозаживляющими и регенерирующими свойствами
RU2678435C2 (ru) Способ получения гетерогенного препарата на основе коллагеназы и хитозана
Brkich et al. Miramistin as an antimicrobial component in the innovative substance of Chitosan-Miramistin Complex (CMC) for the treatment of infected wounds of various genesis
Liu et al. Chitosan-based GOx@ Co-MOF composite hydrogel: A promising strategy for enhanced antibacterial and wound healing effects
Su et al. Development of fungal mycelia as a skin substitute: characterization of keratinocyte proliferation and matrix metalloproteinase expression during improvement in the wound‐healing process
Valrntinovna et al. Collagenases in medical practice: modern collagenase-based preparations and pros pects for their improvement
RU2712690C1 (ru) Способ получения препарата папаина в геле на основе пищевого хитозана и сукцината хитозана
RU2372922C1 (ru) Способ лечения глубокого ожога кожи
RU2769243C1 (ru) Способ получения гетерогенного ферментного препарата на основе фицина и низкомолекулярного хитозана
RU2822736C1 (ru) Способ получения гибридного препарата папаина и аскорбата хитозана в виде густого раствора
Brkich Development of a scientific methodological approach to expansion of product range for treatment of infected wounds
RU2795425C1 (ru) Способ получения гибридного препарата папаина и карбоксиметилцеллюлозы в виде густого раствора
Holyavka et al. Novel biocatalysts based on bromelain immobilized on functionalized chitosans and research on their structural features. Polymers. 2022; 14 (23): 5110
RU2712528C1 (ru) Способ получения препарата коллагеназы в геле на основе пищевого хитозана и сукцината хитозана
RU2771183C1 (ru) Способ получения препарата фицина в геле на основе карбоксиметилцеллюлозы

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200704