RU2758788C1 - Method for producing a collagenolytic enzyme - Google Patents
Method for producing a collagenolytic enzyme Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758788C1 RU2758788C1 RU2020118417A RU2020118417A RU2758788C1 RU 2758788 C1 RU2758788 C1 RU 2758788C1 RU 2020118417 A RU2020118417 A RU 2020118417A RU 2020118417 A RU2020118417 A RU 2020118417A RU 2758788 C1 RU2758788 C1 RU 2758788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lactose
- urea
- collagenase
- mycelium
- basidiomycetes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
-
- 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)
- C12N9/58—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from fungi
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии, в частности, к способам получения ферментных препаратов, в частности, коллагеназы, которая перспективна для использования в медицине, косметологии, дерматологии, пищевой и кожевенно-меховой промышленности.The invention relates to biotechnology, in particular, to methods for producing enzyme preparations, in particular, collagenase, which is promising for use in medicine, cosmetology, dermatology, food and leather and fur industries.
Коллагеназа 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.Collagenase is a unique enzyme capable of selectively hydrolyzing collagen, which is part of the connective tissue of a living organism. By cleaving collagen fibers extremely resistant to the action of other proteases, collagenase performs the most important functions in humans and animals, participates in the transformation of connective tissue during growth and morphogenesis, as well as in the elimination of certain pathological processes.
Исследование компании ИА Крединформ «Ферментные препараты на основе коллагеназы и их применение» [https://marketing.rbc.ru/articles/710/] показало, что в наше время ферментные препараты, в том числе на основе коллагеназы, широко используются в различных отраслях и сферах - от медицины до мясной промышленности и пивоварения.Research of the IA Credinform company "Enzyme preparations based on collagenase and their application" [https://marketing.rbc.ru/articles/710/] showed that nowadays enzyme preparations, including those based on collagenase, are widely used in various industries and areas - from medicine to the meat industry and brewing.
В частности, известны медицинские препараты на основе коллагеназы, такие, например, как мазь Ируксол для лечения кожных покровов. В косметологии коллагеназа используется в косметических препаратах - кремах, сыворотках и пр., в БАД и при различных процедурах в частности, при электрофорезе для уменьшения и рассасывания рубцов, шрамов и т.п.In particular, collagenase-based drugs are known, such as, for example, Iruksol ointment for the treatment of skin integuments. In cosmetology, collagenase is used in cosmetic preparations - creams, serums, etc., in dietary supplements and in various procedures, in particular, in electrophoresis to reduce and dissolve scars, scars, etc.
В настоящее время коллагеназы получают, как правило, переработкой биологического материала. Коллагеназы широко распространены у беспозвоночных животных, у которых в отличие от высших млекопитающих, используются в процессе пищеварения. Например, из морской звезды Pycnopodia helianthoides были выделены две протеиназы с коллагенолитическим действием. Одна из них отнесена к классу металлопротеиназ, а другая с меньшей молекулярной массой - химотрипсинового типа. Оба фермента разрушали меченый коллаген из шкуры гвинейской свиньи, но были практически неактивны по субстрату клостридиопептидазы PZ-Pro-Leu-Gly-Pro-D-Arg [М.Е. Alexander, M.N. Dresden, Comp. Biochem. Physiol. 1980, V. 67 В, p. 505-509]. Коллагеназы беспозвоночных обнаружены у пиявок, различных насекомых, у креветок, различных видов крабов. Однако далеко не все они являются перспективными источниками коллагеназ, применяемых в медицине и других отраслях, что, как правило, связано с ограниченным количеством исходного материала [RU 2236460, 2004].Currently, collagenases are obtained, as a rule, by processing biological material. Collagenases are widespread in invertebrates, in which, unlike higher mammals, they are used in the process of digestion. For example, two collagenolytic proteinases have been isolated from the starfish Pycnopodia helianthoides. One of them belongs to the class of metalloproteinases, and the other with a lower molecular weight is of the chymotrypsin type. Both enzymes degraded labeled guinea pig skin collagen, but were virtually inactive on the PZ-Pro-Leu-Gly-Pro-D-Arg Clostridiopeptidase substrate [M.E. Alexander, M.N. Dresden, Comp. Biochem. Physiol. 1980, V. 67 B, p. 505-509]. Invertebrate collagenases have been found in leeches, various insects, shrimps, and various types of crabs. However, not all of them are promising sources of collagenases used in medicine and other industries, which, as a rule, is associated with a limited amount of starting material [RU 2236460, 2004].
Широкое применение нашли способы получения протеолитического комплекса, включающего коллагеназную активность, из измельченных панкреассодержащих наземных или водяных животных. В качестве сырья используют панкреассодержащие органы рыб: пилорические придатки терпуга, камбалы, трески, сельди, скумбрии, ставриды, мойвы, палтуса, сайры, анчоуса, лососей, гепатопанкреас краба, криля, кальмара, поджелудочную железу морских ластоногих и китообразных, а также крупного и мелкого рогатого скота, свиней, оленей, кур. [RU 2034028, 1995].Methods for obtaining a proteolytic complex, including collagenase activity, from crushed pancreas-containing terrestrial or aquatic animals have found wide application. Pancreas-containing organs of fish are used as raw materials: pyloric appendages of greenling, flounder, cod, herring, mackerel, horse mackerel, capelin, halibut, saury, anchovy, salmon, hepatopancreas of crab, krill, squid, large pancreas of sea pinnipeds and whales, and small ruminants, pigs, deer, chickens. [RU 2034028, 1995].
Наибольшее распространение получила технология выделения коллагеназы из гепатопанкреаса промысловых видов крабов [RU 2008353, 1995; RU 2096456, 1997; RU 2112036, 1998; RU 2265052, 2005], в частности, из камчатского краба Paralithodes camtshatica, что связано с решением проблемы утилизации отходов краболовства. Кроме того, немаловажным преимуществом этой коллогеназы является относительная безвредность препаратов коллагеназ из краба для человека. Так, известен способ получения коллагенолитического препарата, предусматривающий гомогенизацию тканей гепатопанкреаса в буферном растворе с рН 6,0-9,5, содержащем неионный детергент и NaCl с последующей очисткой раствора микрофильтрацией на мембранах с диаметром пор 0,45 мкм, концентрированием ультрафильтрацией на мембране с диаметром пор 5 кДа и лиофильным высушиванием. Удельная протеолитическая активность не ниже 10000 ед/мг [ЕР 0402321, 1990].The most widespread technology is the isolation of collagenase from the hepatopancreas of commercial species of crabs [RU 2008353, 1995; RU 2096456, 1997; RU 2112036, 1998; RU 2265052, 2005], in particular, from the king crab Paralithodes camtshatica, which is associated with the solution of the problem of disposal of crab fishing waste. In addition, an important advantage of this collagenase is the relative harmlessness of crab collagenase preparations for humans. So, there is a known method of obtaining a collagenolytic preparation, which provides for the homogenization of hepatopancreas tissues in a buffer solution with a pH of 6.0-9.5 containing a non-ionic detergent and NaCl, followed by purification of the solution by microfiltration on membranes with a pore diameter of 0.45 μm, by concentrating ultrafiltration on a membrane with pore diameter 5 kDa and freeze drying. Specific proteolytic activity is not less than 10,000 U / mg [EP 0402321, 1990].
Препараты, полученные из гепатопанкреаса, значительно различаются по степени чистоты и активности, а также по составу. К недостаткам данных способов также можно отнести длительность и многостадийность процесса выделения коллагеназы, что значительно снижает выход продукта.Preparations derived from hepatopancreas vary considerably in purity and potency, as well as in composition. The disadvantages of these methods can also be attributed to the duration and multistage process of collagenase isolation, which significantly reduces the yield of the product.
Известен способ получения коллагеназы из головного отдела различных видов пиявок [RU 2160280, 2000; WO 87/00860, 1987]. Для этого замороженный головной отдел пиявки гомогенизируют в дистиллированной воде, суспензию неоднократно центрифугируют 10 мин и собирают супернатант. Фермент высаливают сульфатом и диализуют против дистиллированной воды. Коллагеназы пиявок не дают побочных эффектов и действуют прямо на один из основных стимуляторов аггрегации тромбоцитов. Кроме того, коллагеназы пиявок разрушают коллаген только по одной связи, что дает возможность применять этот фермент вместе с другими активными факторами в микрохирургии. Недостатком известного способа является длительность и трудоемкость такого способа получения коллагеназы.A known method of obtaining collagenase from the head section of various types of leeches [RU 2160280, 2000; WO 87/00860, 1987]. For this, the frozen head section of the leech is homogenized in distilled water, the suspension is repeatedly centrifuged for 10 min and the supernatant is collected. The enzyme is salted out with sulfate and dialyzed against distilled water. Collagenases of leeches have no side effects and act directly on one of the main stimulants of platelet aggregation. In addition, collagenases of leeches destroy collagen in only one bond, which makes it possible to use this enzyme together with other active factors in microsurgery. The disadvantage of this method is the length and complexity of such a method for producing collagenase.
В настоящее время широкое распространение получили коллагеназы микробного происхождения, среди которых наиболее изученными являются коллагеназы, синтезируемые бактерией Clostridium histolyticum, которые характеризуются высокой специфичностью действия на коллагеновые волокна. К настоящему времени уже разработан ряд фармацевтических композиций на основе коллагеназы [RU 2166950, 2001; RU 2174389, 2001; RU 2139044, 1999; RU 2149644, 2000 и др.]. Так, известен 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 [Susagawara R., Harper Е. Publication and characterization of three forms of collagenase from Clostridium histolyticum II Biochemistry. - 1984. - V. 23. - P. 5175-5182].Currently, collagenases of microbial origin are widespread, among which the most studied are collagenases synthesized by the bacterium Clostridium histolyticum, which are characterized by a high specificity of action on collagen fibers. To date, a number of collagenase-based pharmaceutical compositions have already been developed [RU 2166950, 2001; RU 2174389, 2001; RU 2139044, 1999; RU 2149644, 2000, etc.]. So, the known drug "Iruksol" (Germany), which contains collagenase in a mixture with proteases isolated from the bacterial culture of Clostridium histolyticum. "Iruksol" is a combined preparation with proteolytic and antimicrobial action for external use, used for enzymatic cleansing of wounds, including varicose ulcers, bedsores, gangrene of the extremities, especially in patients with diabetes mellitus, as well as frostbite, with long-term non-healing postoperative wounds, after radiation therapy, in preparation for skin transplantation [Susagawara R., Harper E. Publication and characterization of three forms of collagenase from Clostridium histolyticum II Biochemistry. - 1984. - V. 23. - P. 5175-5182].
Недостатком препаратов из данного микроорганизма, являющегося возбудителем газовой гангрены, является необходимость тщательной очистки в специальных условиях, дороговизна и многостадийность, что приводит к снижению активности получаемого на выходе препарата и повышению его стоимости.The disadvantage of drugs from this microorganism, which is the causative agent of gas gangrene, is the need for thorough cleaning in special conditions, high cost and multistage, which leads to a decrease in the activity of the drug obtained at the exit and an increase in its cost.
Известен также способ получения микробной коллагеназы из ультрафильтрата культуральной жидкости Streptomyces lavendulae ИНМИ-36-SV [RU 95104309, 1996]. Препарат получают из ультраконцентрата культуральной жидкости штамма Streptomyces lavendulae ИНМИ-36-SV с помощью ионнооб-менной хроматографии на ДЕАЕ-целлюлозе, гельфильтрации на сефадексе G-100 и лиофилизации. Данный препарат имеет более высокую коллагеназную активность, чем препарат из Clostridium histolyticum, однако способ имеет ряд недостатков, в частности многостадийность и относительно невысокий выход.There is also known a method of obtaining microbial collagenase from an ultrafiltrate culture fluid of Streptomyces lavendulae INMI-36-SV [RU 95104309, 1996]. The drug is obtained from an ultraconcentrate of the culture fluid of the strain Streptomyces lavendulae INMI-36-SV using ion-exchange chromatography on DEAE-cellulose, gel filtration on Sephadex G-100 and lyophilization. This drug has a higher collagenase activity than the drug from Clostridium histolyticum, however, the method has a number of disadvantages, in particular, multistage and relatively low yield.
Среди источников коллагеназы значительный интерес представляет использование грибов в связи с их меньшей токсичностью для человека и более простой технологией культивирования.Among the sources of collagenase, the use of fungi is of considerable interest due to their lower toxicity to humans and a simpler cultivation technology.
Известен способ получения протеолитического препарата для гидролиза структурных белков, содержащий коллагеназу, кератиназу и эластазу из предварительно активированной культуры штамма-продуцента из числа грибов-дерматофитов видов Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton verrucosum, Trichophyton equinum, Microsporum canis и Microsporum gypseum [RU 2003118988, 2004]. После выделения, очистки и высушивания получают препарат, обладающий суммарной протеолитической активностью не менее 0,7 ПЕ/мг.A known method of obtaining a proteolytic preparation for the hydrolysis of structural proteins, containing collagenase, keratinase and elastase from a pre-activated culture of a producer strain from among dermatophyte fungi of the species Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton verrucosum, Trichophyton equinum, Microsporum canis and Microsporum 2003. After isolation, purification and drying, a preparation is obtained with a total proteolytic activity of at least 0.7 PE / mg.
Недостатком препарата является наличие в его составе смеси ферментов и недостаточная активность.The disadvantage of the drug is the presence of a mixture of enzymes in its composition and insufficient activity.
Задачей, решаемой авторами изобретения, является расширение номенклатуры сырья, используемого для получения коллагеназы. Указанная задача решалась за счет использования для данных целей базидиальных грибов.The problem solved by the authors of the invention is to expand the range of raw materials used to obtain collagenase. This problem was solved by using basidiomycetes for these purposes.
Базидиальные грибы (базидиомицеты), в большинстве своем сапротрофы, играют важную роль в минерализации органических соединений, в особенности трудно разрушаемых (целлюлоза, лигнин). Например, афиллофоровые базидиомицеты относятся к ксилотрофным грибам, вызывающим в природе разрушение древесины по типу белой или бурой гнили и способны расти на всевозможных древесных субстратах и их отходах. Наибольшее распространение базидиомицеты имеют в лесных почвах и подстилке.Basidiomycetes (basidiomycetes), mostly saprotrophs, play an important role in the mineralization of organic compounds, especially those that are difficult to destroy (cellulose, lignin). For example, aphyllophoric basidiomycetes are xylotrophic fungi that naturally cause wood decay like white or brown rot and are able to grow on all kinds of wood substrates and their waste. Basidiomycetes are most widespread in forest soils and litter.
В настоящее время предпринимаются активные исследования, направленные на создание технологии культивирования базидиомицетов, в частности, грибов, продуцирующих ценные биологически активные вещества (БАВ), в частности, белков, витаминов, незаменимых аминокислот, липидов, полисахаридов и др. Поэтому большое внимание уделяется разработке технологий искусственного выращивания (культивирования) базидиомицетов как в погруженных условиях (глубинное культивирование), так и на поверхности различных субстратов.Currently, active research is underway aimed at creating a technology for cultivating basidiomycetes, in particular, fungi that produce valuable biologically active substances (BAS), in particular, proteins, vitamins, essential amino acids, lipids, polysaccharides, etc. Therefore, much attention is paid to the development of technologies artificial cultivation (cultivation) of basidiomycetes both in submerged conditions (submerged cultivation) and on the surface of various substrates.
Образование базидиомицетами ценных стабильных биологически активных веществ зависит от вида используемых базидиомицетов и технологии культивирования.The formation of valuable stable biologically active substances by basidiomycetes depends on the type of basidiomycetes used and the cultivation technology.
В частности, предложено культивировать высшие базидиальные грибы на питательной среде на основе пивного сусла [Александрова Е.А., Завьялова Л.А., Терешина В.М., Гарибова Л.В., Феофилова Е.П. Получение плодовых тел и глубинного мицелия Lentinus edodes (Berk.) Sing.; Lentinula edodes (Berk.) Pegler] // Микробиология, 1998. Т. 67. №5. С. 649-654; (http://selhozproduct.narod.ru / miselia.html]. Известен способ приготовления мицелия базидиомицетов путем их культивирования на стерильной питательной среде, содержащей 20% отвар картофеля, глюкозу или сахарозу и агар при 24°С в течение 14 дней [W0 2004/097007, 2004].In particular, it is proposed to cultivate higher basidiomycetes on a nutrient medium based on beer wort [Alexandrova EA, Zavyalova LA, Tereshina VM, Garibova LV, Feofilova EP. Obtaining fruit bodies and deep mycelium of Lentinus edodes (Berk.) Sing .; Lentinula edodes (Berk.) Pegler] // Microbiology, 1998. T. 67. No. 5. S. 649-654; (http://selhozproduct.narod.ru/miselia.html]. A known method of preparing mycelium of basidiomycetes by cultivating them on a sterile nutrient medium containing 20% potato decoction, glucose or sucrose and agar at 24 ° C for 14 days [W0 2004/097007, 2004].
Недостатком этой технологии является небольшой выход биомассы мицелия высших базидиальных грибов из-за отсутствия в питательной среде достаточного количества минеральных веществ и энергетического субстрата (углеводов), длительность процесса приготовления посевного материала.The disadvantage of this technology is the low biomass yield of the mycelium of higher basidiomycetes due to the lack of a sufficient amount of minerals and energy substrate (carbohydrates) in the nutrient medium, the duration of the process of preparation of inoculum.
Известны способы получения мицелия при выращивании плодовых тел съедобного базидиального гриба Pleurotus ostreatus, заключающийся в инокуляции зернового субстрата мицелием, выращенным методом погруженного культивирования на жидких питательных средах, содержащих крахмал кукурузный, кукурузный или ячменно-солодовый экстракт и минеральные добавки [(UA 36655, 2001], или Pleurotus djamor на жидкой питательной среде, содержащей источники углерода - глюкозу, сахарозу, растительное масло, источники азота - соевая мука, пептон, нитрат натрия, сульфат аммония, а также ди-гидрофосфат калия, сульфат магния и калия по [Краснопольская и др., Pleurotus djamor. способы культивирования и антимикробные свойства // Микология и фитопатология, 2001. Т. 35. Вып. 1. С. 62-67].Known methods of obtaining mycelium when growing the fruit bodies of the edible basidiomycete Pleurotus ostreatus, which consists in inoculating the grain substrate with mycelium grown by submerged cultivation on liquid nutrient media containing corn starch, corn or barley-malt extract and mineral additives [(UA 36655] , or Pleurotus djamor on a liquid nutrient medium containing carbon sources - glucose, sucrose, vegetable oil, nitrogen sources - soy flour, peptone, sodium nitrate, ammonium sulfate, as well as potassium di-hydrogen phosphate, magnesium and potassium sulfate [Krasnopolskaya et al. ., Pleurotus djamor. Methods of cultivation and antimicrobial properties // Mikology and phytopathology, 2001. T. 35. Issue 1. P. 62-67].
Недостатком этих способов является длительность процесса приготовления посевного мицелия - до 16 суток, а также узкие рамки его применения -только для одного вида рода Pleurotus. Кроме того в ходе их культивирования не отмечена возможность получения коллагеназы.The disadvantage of these methods is the duration of the preparation process of the seed mycelium - up to 16 days, as well as the narrow scope of its application - only for one species of the genus Pleurotus. In addition, during their cultivation, the possibility of obtaining collagenase was not noted.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является ранее разработанная авторами технология получения коллагенолитических ферментов, путем глубинного культивирования базидиальных грибов с использованием в качестве источников углерода и азота глюкозы и пептона [RU 2018100382, 2018]. Культивирование проводят с использованием полусинтетической среды следующего состава, г/л: пептон - 1.08; глюкоза - 10; KH2PO4 - 0.6; K2HPO4 - 0.4; MgSO4*7H2O - 0.5; FeSO4 - 0.005; ZnSO4 - 0.001; CaCl 2 - 0.05; NaCl - 0.5; экстракт дрожжевой сухой - 2.0. По достижении максимальной коллагенолитической активности мицелиальную биомассу отделяют от нативного раствора методом фильтрации под вакуумом, затем проводят концентрирование и очистку нативного раствора методом ультрафильтрации на полупроницаемой мембране марки «МИФИЛ ПА-20» с величиной номинального молекулярно-массового предела задерживания 20 Ша. Ультрафильтрат лиофильно высушивают.Closest to the claimed invention is the technology previously developed by the authors for obtaining collagenolytic enzymes by submerged cultivation of basidiomycetes using glucose and peptone as carbon and nitrogen sources [RU 2018100382, 2018]. The cultivation is carried out using a semi-synthetic medium of the following composition, g / l: peptone - 1.08; glucose - 10; KH 2 PO 4 0.6; K 2 HPO 4 - 0.4; MgSO 4 * 7H 2 O - 0.5; FeSO 4 0.005; ZnSO 4 0.001; CaCl 2 - 0.05; NaCl - 0.5; dry yeast extract - 2.0. Upon reaching the maximum collagenolytic activity, the mycelial biomass is separated from the native solution by filtration under vacuum, then the native solution is concentrated and purified by ultrafiltration on a semi-permeable membrane of the "MIFIL PA-20" brand with a nominal molecular weight retention limit of 20 Sha. The ultrafiltrate is lyophilized.
Удельная коллагеназная активность ферментного препарата составляет от 2000 до 9000 Ед/мг белка в зависимости от используемого гриба.The specific collagenase activity of the enzyme preparation ranges from 2000 to 9000 U / mg protein, depending on the fungus used.
Технической задачей, решаемой авторами, является создание технологии, позволяющей повысить ферментативную активность.The technical problem solved by the authors is the creation of a technology that allows you to increase the enzymatic activity.
Было установлено, что для достижения максимального выхода коллагеназы при культивировании базидиальных грибов требуется оптимальная рецептура питательной среды.It was found that in order to achieve the maximum yield of collagenase during the cultivation of basidiomycetes, an optimal formulation of the nutrient medium is required.
Было установлено, что технический результат достигается тем, что в рамках технологии, включающей в себя культивирование базидиальных грибов методом глубинного культивирования макромицетов на жидкой питательной среде, отделения мицелиальной биомассы от нативного раствора и концентрирования методом ультрафильтрации с последующим высушиванием ультрафильтрата в качестве источника азота используют мочевину, а в качестве источника углерода - лактозосодержащие продукты при их содержании в питательной среде - мочевины 1,5-5,0 г/л и лактозы 6,0-10,0 г/л.It was found that the technical result is achieved by the fact that within the framework of the technology, including the cultivation of basidiomycetes by the method of submerged cultivation of macromycetes in a liquid nutrient medium, separation of the mycelial biomass from the native solution and concentration by ultrafiltration followed by drying the ultrafiltrate, urea is used as a nitrogen source. and as a carbon source - lactose-containing products with their content in the nutrient medium - urea 1.5-5.0 g / l and lactose 6.0-10.0 g / l.
Использование мочевины и лактозы в меньших концентрациях приводит к падению выхода коллагеназы, а при больших концентрациях не приводит к повышению ее выхода и экономически нецелесообразно.The use of urea and lactose in lower concentrations leads to a decrease in the yield of collagenase, and at high concentrations does not lead to an increase in its yield and is not economically feasible.
В качестве источника лактозы используют лактозу или продукты, ее содержащие, например, сухую молочную сыворотку (CMC).As a source of lactose, lactose or products containing it, such as dry milk whey (CMC), are used.
Используемая жидкая питательная среда, как правило, содержит мочевину 1,5-5 г/л, лактозо-содержащий продукт 6-15 г/л, экстракт дрожжевой 2 г/л, минеральные добавки (KH2PO4, K2HPO4, MgSO4*7H2O, FeSO4, ZnSO4, CaCl 2, NaCl) - 2-2,5 г/л, вода-остальное.The liquid nutrient medium used, as a rule, contains urea 1.5-5 g / l, lactose-containing product 6-15 g / l, yeast extract 2 g / l, mineral additives (KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , MgSO 4 * 7H 2 O, FeSO 4 , ZnSO 4 , CaCl 2 , NaCl) - 2-2.5 g / l, water is the rest.
Промышленная применимость иллюстрируется на примере культивирования культур высших грибов, которые были выделены из плодовых тел, собранных в северо-восточной пригородной лесной зоне Санкт-Петербурга. Плодовые тела (базидиомы) собраны и индуцированы в чистую культуру на кафедре технологии микробиологического синтеза Санкт-Петербургского государственного технического университета.Industrial applicability is illustrated by the example of the cultivation of higher mushroom cultures, which were isolated from fruit bodies collected in the northeastern suburban forest zone of St. Petersburg. Fruiting bodies (basidiomas) were collected and induced into a pure culture at the Department of Microbiological Synthesis Technology, St. Petersburg State Technical University.
Пример 1. Мицелий гриба помещали питательную среду, содержащую источники углерода (пептон или мочевину), углеводы, (в частности CMC, содержащая 70% лактозы), минеральные добавки: KH2PO4 - 0.6; K2HPO4 - 0.4; MgSO4*7H2O - 0.5; FeSO4 - 0.005; ZnSO4 - 0.001; CaCl 2 - 0.05; NaCl - 0.5; а также экстракт дрожжевой сухой - 2.0. рН среды до стерилизации 6.8-6.9. Стерилизацию среды проводили при 0.75⋅105 Па в течение 30 минут. По достижении максимальной коллагенолитической активности мицелиальную биомассу отделяли от нативного раствора фильтрацией под вакуумом, после чего проводили концентрирование и очистку нативного раствора методом ультрафильтрации в ячейке непроточного типа марки «ФМ 02-200» объемом 200 мл на полупроницаемой мембране марки «МИФИЛ ПА-20» с величиной номинального молекулярно-массового предела задерживания 20 kDa. Ультрафильтрат подвергали лиофильной сушке на установке Него (Дания) при температуре замораживания материала -40°С, температуре конденсора -30°С и определяли коллагенолитическую активность сухого порошка. Полученные результаты приведены в таблице 1.Example 1. The mycelium of the fungus was placed in a nutrient medium containing carbon sources (peptone or urea), carbohydrates (in particular CMC containing 70% lactose), mineral additives: KH 2 PO 4 - 0.6; K 2 HPO 4 - 0.4; MgSO 4 * 7H 2 O - 0.5; FeSO 4 0.005; ZnSO 4 0.001; CaCl 2 - 0.05; NaCl - 0.5; as well as dry yeast extract - 2.0. pH of the medium before sterilization 6.8-6.9. The medium was sterilized at 0.75⋅10 5 Pa for 30 minutes. Upon reaching the maximum collagenolytic activity, the mycelial biomass was separated from the native solution by vacuum filtration, after which the native solution was concentrated and purified by ultrafiltration in a non-flowing cell of the FM 02-200 brand with a volume of 200 ml on a semi-permeable membrane of the MIFIL PA-20 brand with the value of the nominal molecular weight limit of retention of 20 kDa. The ultrafiltrate was freeze-dried in an Hego unit (Denmark) at a material freezing temperature of -40 ° C, a condenser temperature of -30 ° C, and the collagenolytic activity of the dry powder was determined. The results are shown in Table 1.
Полученные результаты показали, что использование заявляемого изобретения по сравнению с аналогами, позволяет повысить выход коллагеназы в 1,4-1,7 раза.The results obtained showed that the use of the claimed invention, in comparison with analogues, can increase the yield of collagenase by 1.4-1.7 times.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118417A RU2758788C1 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Method for producing a collagenolytic enzyme |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118417A RU2758788C1 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Method for producing a collagenolytic enzyme |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2758788C1 true RU2758788C1 (en) | 2021-11-01 |
Family
ID=78466872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020118417A RU2758788C1 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Method for producing a collagenolytic enzyme |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2758788C1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186851C2 (en) * | 2000-07-31 | 2002-08-10 | Государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ" | Method of fungal protein biomass preparing |
-
2020
- 2020-05-25 RU RU2020118417A patent/RU2758788C1/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186851C2 (en) * | 2000-07-31 | 2002-08-10 | Государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ" | Method of fungal protein biomass preparing |
Non-Patent Citations (5)
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2002080862A1 (en) | Cosmetic materials and process for producing the same | |
CA2387620A1 (en) | Process for producing, methods and compositions of glucuronoxylomannan as nutriceutical agent from higher basidiomycetes mushroom | |
JP5154964B2 (en) | Contains royal jelly-degrading enzyme | |
EP2133415A1 (en) | Growth medium for Clostridium histolyticum without ingredients of mammalian sources | |
WO1989010960A1 (en) | Method for modifying proteins, peptides and/or lipids by enzymes from euphauciaceae | |
JP2003081863A (en) | Bioactive substance of mycelium of antrodia camphorata, its compositional substance and method for producing the same | |
CN112813126A (en) | Production method of fructus cannabis meal protein polypeptide liquid, polypeptide liquid with uric acid reducing effect and application of polypeptide liquid | |
WO2021158179A1 (en) | SCHIZOPHYLLUM COMMUNE STRAIN PLNP13 AND β-GLUCAN OBTAINED FROM CO-CULTURING THE STRAIN WITH GANODERMA LUCIDUM | |
EP2865748A1 (en) | Culture medium for bacteria of the genus clostridium without components of animal origin, and method for producing a supernatant containing one or more proteases with colagenolytic and gelatinolytic activity | |
RU2758788C1 (en) | Method for producing a collagenolytic enzyme | |
CN105859839A (en) | Biological active peptide for promoting growth of piglet and preparation method and application thereof | |
Leonid et al. | Production of herbal protein isolates with the enzymatic hydrolysis technology | |
KR20200079215A (en) | Composition for Silkworm-collagen and manufacturing method thereof | |
CN112375799A (en) | Method for improving oxidation resistance of abalone biological product | |
RU2435848C1 (en) | ENZYME PREPARATION OF THROMBOLYTIC AND FIBRINOLYTIC ACTION MADE OF BASIDIUM FUNGI OF Coprinus | |
CN106011205A (en) | Fermented type polypeptide biological base material | |
RU2192873C1 (en) | Preparation influencing on tissue metabolism and use of fungus strain pleurotus 1137 for its preparing | |
CN111329071B (en) | Preparation process of brain polypeptide | |
US3762998A (en) | Cultivation of lactobacillus bulgaricus to produce a ribonucleoproteid | |
RU2815049C1 (en) | Method of producing milk-clotting enzyme from biomass of fruit bodies of higher fungi | |
RU2774366C1 (en) | Aspergillus clavatus strain - producer of proteolitic enzymes with keratinolytic activity | |
JPH1171297A (en) | Drug for enhancing cancer cell apoptosis-inducing ability and cancer cell apoptosis inductive composition | |
CN114807281B (en) | Sea cucumber active peptide, preparation method thereof and application thereof in preparation of anti-aging products | |
RU2770690C1 (en) | Fomes fomentarius vkpm f-1531 strain - producer of phenol oxidase enzymes | |
RU2236460C1 (en) | Method for preparing collagenase |