RU2769243C1 - Method for producing heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low-molecular chitosan - Google Patents

Method for producing heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low-molecular chitosan Download PDF

Info

Publication number
RU2769243C1
RU2769243C1 RU2021115149A RU2021115149A RU2769243C1 RU 2769243 C1 RU2769243 C1 RU 2769243C1 RU 2021115149 A RU2021115149 A RU 2021115149A RU 2021115149 A RU2021115149 A RU 2021115149A RU 2769243 C1 RU2769243 C1 RU 2769243C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ficin
molecular weight
chitosan
low molecular
kda
Prior art date
Application number
RU2021115149A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марина Геннадьевна Холявка
Валерий Григорьевич Артюхов
Светлана Михайловна Панкова
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 RU2021115149A priority Critical patent/RU2769243C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2769243C1 publication Critical patent/RU2769243C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/56Compounds containing cyclopenta[a]hydrophenanthrene ring systems; Derivatives thereof, e.g. steroids
    • 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
    • A61K38/46Hydrolases (3)
    • 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
    • A61K38/46Hydrolases (3)
    • A61K38/48Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • 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

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, in particular to a method for producing a heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low molecular weight 50-190 kDa chitosan.
EFFECT: invention allows to reduce the consumption of anti-inflammatory, wound-healing agents due to the prolonged action and high stability of the resulting drug.
1 cl, 6 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и может быть использовано при изготовлении лекарственных средств, обладающих ранозаживляющим действием. Препарат стабилен при хранении, обладает антимикробными и адсорбирующими свойствами.The invention relates to the chemical and pharmaceutical industry and can be used in the manufacture of medicines with a wound healing effect. The drug is stable during storage, has antimicrobial and adsorbing properties.

В современной медицине остается актуальной проблема лечения гнойных ран различной этиологии. Лекарственные препараты на основе ферментов, применяемые при лечении ран, представлены незначительной группой лекарственных средств, так как использование свободных форм энзимов в растворах не дает высокого эффекта из-за того, что белок нестабилен в таких условиях, достаточно быстро инактивируется и не обеспечивает длительного контакта с раневой поверхностью. Наиболее распространенными композициями являются гели, мази и повязки, позволяющие при локальном воздействии на рану одновременно влиять на патогенную микрофлору и стимулировать процессы заживления.In modern medicine, the problem of treating purulent wounds of various etiologies remains relevant. Enzyme-based drugs used in the treatment of wounds are represented by an insignificant group of drugs, since the use of free forms of enzymes in solutions does not give a high effect due to the fact that the protein is unstable under such conditions, is quickly inactivated and does not provide long-term contact with wound surface. The most common compositions are gels, ointments and dressings, which, when applied locally to a wound, simultaneously influence the pathogenic microflora and stimulate healing processes.

Фицин (КФ 3.4.22.3) принадлежит к группе цистеиновых протеаз, имеет широкую субстратную специфичность, предпочтительно гидролизует в белках связи тирозина и фенилаланина. Проявляет высокую активность в диапазоне рН 6.5-9.5. Его изоэлектрическая точка составляет 9.0. Фермент находит применение в медицине, фармацевтике, ускоряет заживление ран, трофических язв и пролежней, способствуя их очистке от некротических масс, ускоряет очищение раны от патогенной микрофлоры, создает оптимальные условия для репаративных процессов [L. Feijoo-Siota, T.G. Villa, Native and biotechnologically engineered plant proteases with industrial applications, Food Bioprocess Technol. 4 (2011) 1066-1088]. Фицин обладает антиадгезионной активностью в отношении бактерий зубного налета ротовой полости [Патент RU 2393845 С2, МПК A61K 8/66, A61Q 11/00, опубл. 10.07.2010, Бюл. №19]. Он используется в лекарственных средствах для лечения и/или профилактики глазных болезней: макулярной дегенерации, связанной с возрастом, хориоидальной реваскуляризации, болезни Хиппеля-Линдау, реваскуляризации радужной оболочки [Патент RU 2472523 С2, МПК A61K 38/48, А61Р 27/02, опубл. 20.01.2013, Бюл. №2]. Препараты, имеющие в составе фицин, могут применяться для уменьшения концентрации или устранения аллергена Fel dl из окружающей среды: энзим разлагает аллергенные эпитопы [Патент RU 2706206 С1, МПК A61K 38/48, опубл. 14.11.2019, Бюл. №32].Ficin (EC 3.4.22.3) belongs to the group of cysteine proteases, has a wide substrate specificity, preferentially hydrolyzes tyrosine and phenylalanine bonds in proteins. Shows high activity in the pH range 6.5-9.5. Its isoelectric point is 9.0. The enzyme is used in medicine, pharmaceuticals, accelerates the healing of wounds, trophic ulcers and bedsores, helping to cleanse them of necrotic masses, accelerates the cleansing of the wound from pathogenic microflora, creates optimal conditions for reparative processes [L. Feijoo-Siota, T.G. Villa, Native and biotechnologically engineered plant proteases with industrial applications, Food Bioprocess Technol. 4 (2011) 1066-1088]. Ficin has anti-adhesive activity against oral plaque bacteria [Patent RU 2393845 C2, IPC A61K 8/66, A61Q 11/00, publ. 10.07.2010, Bull. No. 19]. It is used in medicines for the treatment and/or prevention of eye diseases: age-related macular degeneration, choroidal revascularization, Hippel-Lindau disease, revascularization of the iris [Patent RU 2472523 C2, IPC A61K 38/48, A61P 27/02, publ. . 20.01.2013, Bull. No. 2]. Preparations containing ficin can be used to reduce the concentration or eliminate the allergen Fel dl from the environment: the enzyme decomposes allergenic epitopes [Patent RU 2706206 C1, IPC A61K 38/48, publ. 11/14/2019, Bull. No. 32].

Непосредственное введение свободных ферментов в рану приводит к их быстрой инактивации, что снижает лечебный эффект, поэтому известны многочисленные методы иммобилизации различных ферментов, включая фицин. Использование физической иммобилизации для получения комплекса сополимера винилового спирта, винилглутаранта и винилацетата и протеазы способствует пролонгированию ее лизирующего действия за счет депо-эффекта путем медленного высвобождения фермента в область раны [Патент RU 2014086, МПК A61L 15/12, опубл. 15.06.1994].Direct introduction of free enzymes into the wound leads to their rapid inactivation, which reduces the therapeutic effect; therefore, there are numerous methods for immobilizing various enzymes, including ficin. The use of physical immobilization to obtain a complex of a copolymer of vinyl alcohol, vinyl glutarant and vinyl acetate and protease contributes to the prolongation of its lytic action due to the depot effect by slowly releasing the enzyme into the wound area [Patent RU 2014086, IPC A61L 15/12, publ. 06/15/1994].

Хитозан - это биосовместимый и биодеградируемый полимер, проявляющий антибактериальную активность, что позволяет его использовать в различных областях медицины, в том числе для быстрого заживления ран [Хитин и Хитозан. Получение, свойства и применение. Под ред. академика РАСХН К.Г. Скрябина. Наука. 2002. 365 стр.].Chitosan is a biocompatible and biodegradable polymer that exhibits antibacterial activity, which allows it to be used in various fields of medicine, including for rapid wound healing [Chitin and Chitosan. Obtaining, properties and application. Ed. Academician of the Russian Academy of Agricultural Sciences K.G. Scriabin. The science. 2002. 365 pages].

В последнее время было разработано множество материалов и изделий медицинского назначения на основе природных и синтетических полимеров. Известна композиция, которая ускоряет заживление ран различной этиологии без воспалительных осложнений, содержащая хитозан и/или солевую форму хитозана или его производных с наночастицами золота и аминокислотами [Патент RU 2666599 С1, МПК A61L 15/18, A61L 15/22, A61L 15/28, A61K 31/722, А61Р 17/02, опубл. 11.09.2018, Бюл. №26]. Хитозан входит в состав повязки для лечения ран. Она представляет собой эластичную, нерастворимую в воде пленку, не имеющую в своем составе токсичных веществ, обладающую хорошей адсорбирующей способностью, антибактериальными и ранозаживляющими свойствами [Патент RU 2582220 С1, МПК A61L 15/20, A61L 15/28, A61L 15/44, A61F 13/00, опубл. 20.04.2016, Бюл. №11]. На основе хитозана разработан способ получения биоразлагаемой пленки для ее использования в фармацевтике, медицине, ветеринарии, пищевой или косметической промышленности [Патент RU 2656502 С1, МПК C08J 5/18, C08L 5/08, C08L 3/02, A61L 15/22, опубл. 05.06.2018, Бюл. №16; Патент RU 2613112 С2, МПК A61L 15/44, A61L 15/28, A61L 15/20, А61Р 17/02, опубл. 15.03.2017, Бюл. №8]. Хитозан входит в состав геля для наружного применения, результатом которого является ускорение процессов ранозаживления и снижение выраженности рубцов [Патент RU 261 1400 С2, МПК A61K 31/722, A61K 31/095, A61K 31/17, A61K 9/06, А61Р 17/02, опубл. 21.02.2017, Бюл. №6]. Хитозан добавляют в косметические гели для увлажнения и смягчения кожи лица и тела [Патент RU 2085187 С1, МПК A61K 7/48, опубл. 27.07.1997].Recently, many materials and medical products based on natural and synthetic polymers have been developed. A composition is known that accelerates the healing of wounds of various etiologies without inflammatory complications, containing chitosan and/or the salt form of chitosan or its derivatives with gold nanoparticles and amino acids [Patent RU 2666599 C1, IPC A61L 15/18, A61L 15/22, A61L 15/28 , A61K 31/722, A61P 17/02, publ. 09/11/2018, Bull. No. 26]. Chitosan is part of the wound dressing. It is an elastic, water-insoluble film that does not contain toxic substances, has good adsorbing capacity, antibacterial and wound healing properties [Patent RU 2582220 C1, IPC A61L 15/20, A61L 15/28, A61L 15/44, A61F 13/00, publ. 20.04.2016, Bull. No. 11]. On the basis of chitosan, a method has been developed for producing a biodegradable film for its use in pharmaceuticals, medicine, veterinary medicine, food or cosmetic industries [Patent RU 2656502 C1, IPC C08J 5/18, C08L 5/08, C08L 3/02, A61L 15/22, publ. . 06/05/2018, Bull. No. 16; Patent RU 2613112 C2, IPC A61L 15/44, A61L 15/28, A61L 15/20, A61P 17/02, publ. 03/15/2017, Bull. No. 8]. Chitosan is part of the gel for external use, which results in the acceleration of wound healing processes and a decrease in the severity of scars [Patent RU 261 1400 C2, IPC A61K 31/722, A61K 31/095, A61K 31/17, A61K 9/06, A61P 17/ 02, publ. 21.02.2017, Bull. No. 6]. Chitosan is added to cosmetic gels for moisturizing and softening the skin of the face and body [Patent RU 2085187 C1, IPC A61K 7/48, publ. 07/27/1997].

Низкомолекулярные формы хитозана являются перспективными полимерами для разработки и создания нового класса лекарственных форм с ранозаживляющими и антибактериальными свойствами. Показано, что антибактериальные свойства хитозана сильно зависят от его молекулярно-массовых параметров [Куликов С.Н., Тюрин Ю.А., Фассахов Р.С, Варламов В.П. / Антибактериальная и антимикотическая активность хитозана: механизмы действия и роль структуры // Журнал микробиологии эпидемиологии и иммунобиологии, 2009, №5, с. 91-98]. Хитозан является сополимером глюкозамина и ацетилглюкозамина, представляет собой гетерогенную группу веществ, различающихся по молекулярной массе, степени деацетилирования, расположению остаточных ацетилированных звеньев вдоль полимерной цепи, и в связи с широким разнообразием данных параметров образцов полимера для хитозана характерны значительные вариации в проявлении антибактериальных свойств [Kumar A.B.V., Varadaraj М.С., Tharanathan R.N. Low molecular weight chitosan - preparation with the aid of pepsin, characterization, and its bactericidal activity. Biochim. Biophys. Acta. 2004, 1670(2): 137-146].Low molecular weight forms of chitosan are promising polymers for the development and creation of a new class of dosage forms with wound healing and antibacterial properties. It has been shown that the antibacterial properties of chitosan strongly depend on its molecular weight parameters [Kulikov S.N., Tyurin Yu.A., Fassakhov R.S., Varlamov V.P. / Antibacterial and antimycotic activity of chitosan: mechanisms of action and the role of structure // Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2009, No. 5, p. 91-98]. Chitosan is a copolymer of glucosamine and acetylglucosamine, is a heterogeneous group of substances that differ in molecular weight, degree of deacetylation, location of residual acetylated units along the polymer chain, and due to the wide variety of these parameters of polymer samples, chitosan is characterized by significant variations in the manifestation of antibacterial properties [Kumar A.B.V., Varadaraj M.C., Tharanathan R.N. Low molecular weight chitosan - preparation with the aid of pepsin, characterization, and its bactericidal activity. biochim. Biophys. acta. 2004, 1670(2): 137-146].

Для эстетической медицины и косметологии создан хитозансодержащий гидрогель для косметического ухода за кожей с низкомолекулярным хитозаном в составе, применяемый для увлажнения кожи, уменьшения морщин, реализации лифтинг-эффекта [Патент RU 2667130 С1, МПК A61K 8/04, A61K 8/73, A61K 8/36, A61Q 19/08, опубл. 14.09.2018, Бюл. №26]. Для применения в медицине разработан препарат, представляющий собой гель следующего состава (в г): низкомолекулярный хитозан - 0.05-2.00; метилцеллюлоза-100 - 1.0-3.0; глицерин - 10.0-20.0; нипагин - 0.1-0.3; вода-до 100.0, где низкомолекулярный хитозан имеет молекулярную массу от 5 до 72 кДа со степенью деацетилирования от 20 до 85-89% в концентрациях от 0.05 до 2.0%. Данный состав обеспечивает высокий ранозаживляющий эффект [Патент RU 2440122 С1, МПК A61K 31/722, A61K 31/717, A61K 47/10, А61Р 31/04, опубл. 20.01.2012, Бюл. №2]. Для фармацевтической промышленности создана антибактериальная композиция, включающая водорастворимый низкомолекулярный хитозан, используемая в широком диапазоне уровней кислотности среды [Патент RU 2494746 C1, A61K 31/722, A61K 47/48, А61Р 31/04, опубл. 10.10.2013, Бюл. №28]. Разработан препарат в порошкообразной форме для регенерации мягких тканей с низкомолекулярным хитозаном с молекулярной массой 5-72 кДа [Патент RU 2485959 С1, МПК A61K 31/722, A61K 33/30, A61K 33/34, A61K 9/14, А61Р 17/02, А61Р 31/04, В82В 1/00, B82Y 5/0, опубл. 27.06.2013, Бюл. №18].For aesthetic medicine and cosmetology, a chitosan-containing hydrogel for cosmetic skin care with low molecular weight chitosan in the composition, used to moisturize the skin, reduce wrinkles, and implement a lifting effect, has been created [Patent RU 2667130 C1, IPC A61K 8/04, A61K 8/73, A61K 8 /36, A61Q 19/08, publ. 09/14/2018, Bull. No. 26]. For use in medicine, a preparation has been developed that is a gel of the following composition (in g): low molecular weight chitosan - 0.05-2.00; methylcellulose-100 - 1.0-3.0; glycerin - 10.0-20.0; nipagin - 0.1-0.3; water - up to 100.0, where low molecular weight chitosan has a molecular weight from 5 to 72 kDa with a degree of deacetylation from 20 to 85-89% at concentrations from 0.05 to 2.0%. This composition provides a high wound healing effect [Patent RU 2440122 C1, IPC A61K 31/722, A61K 31/717, A61K 47/10, A61R 31/04, publ. 01/20/2012, Bull. No. 2]. For the pharmaceutical industry, an antibacterial composition has been created, including a water-soluble low molecular weight chitosan used in a wide range of acidity levels [Patent RU 2494746 C1, A61K 31/722, A61K 47/48, A61P 31/04, publ. 10.10.2013, Bull. No. 28]. A preparation in powder form for regeneration of soft tissues with low molecular weight chitosan with a molecular weight of 5-72 kDa has been developed [Patent RU 2485959 C1, IPC A61K 31/722, A61K 33/30, A61K 33/34, A61K 9/14, A61P 17/02 , A61P 31/04, B82B 1/00, B82Y 5/0, publ. 06/27/2013, Bull. No. 18].

Целью изобретения является разработка способа получения гетерогенного ферментного препарата на основе фицина и низкомолекулярного хитозана 50-190 кДа, обладающего одновременно противовоспалительным и регенераторным действием в сочетании с антибактериальным эффектом. Ранее мы осуществляли иммобилизацию фицина на среднемолекулярном 200 кДа и высокомолекулярном 350 кДа хитозанах, которые сами по себе не проявляли существенной антибактериальной активности [Diana R. Baidamshina, Victoria A. Koroleva, Elena Yu. Trizna, Svetlana M. Pankova, Mariya N. Agafonova, Milana N. Chirkova, Olga S. Vasileva, Nafis Akhmetov, Valeriya V. Shubina, Andrey G. Porfiryev, Elena V. Semenova, Oskar A. Sachenkov, Mikhail I. Bogachev, Valeriy G. Artyukhov, Tatyana V. Baltina, Marina G. Holyavka, Airat R. Kayumov. Anti-biofilm and wound-healing activity of chitosan-immobilized Ficin // International Journal of Biological Macromolecules, 2020, V. 164, P. 4205-4217]. При этом в литературе имеются сведения, которые свидетельствуют об усилении антибактериальных свойств хитозана при уменьшении его молекулярной массы, что связывают с лучшей растворимостью низкомолекулярных форм полимера, поэтому нами был выбран низкомолекулярный хитозан 50-190 кДа как матрица для иммобилизации фицина.The aim of the invention is to develop a method for obtaining a heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low molecular weight chitosan 50-190 kDa, which has both anti-inflammatory and regenerative effects in combination with an antibacterial effect. Previously, we carried out the immobilization of ficin on medium molecular weight 200 kDa and high molecular weight 350 kDa chitosans, which themselves did not show significant antibacterial activity [Diana R. Baidamshina, Victoria A. Koroleva, Elena Yu. Trizna, Svetlana M. Pankova, Mariya N. Agafonova, Milana N. Chirkova, Olga S. Vasileva, Nafis Akhmetov, Valeriya V. Shubina, Andrey G. Porfiryev, Elena V. Semenova, Oskar A. Sachenkov, Mikhail I. Bogachev, Valeriy G. Artyukhov, Tatyana V. Baltina, Marina G. Holyavka, Airat R. Kayumov. Anti-biofilm and wound-healing activity of chitosan-immobilized Ficin // International Journal of Biological Macromolecules, 2020, V. 164, P. 4205-4217]. At the same time, there are data in the literature that indicate an increase in the antibacterial properties of chitosan with a decrease in its molecular weight, which is associated with better solubility of low molecular weight forms of the polymer, so we chose low molecular weight 50-190 kDa chitosan as a matrix for ficin immobilization.

Известны способы получения гетерогенных ферментных препаратов на основе протеаз, в частности бромелайна [Патент RU 2691611, МПК C12N 11/04, C12N 11/10, опубл. 14.06.2019 Бюл. №17] и папаина [Патент RU 2712690, МПК C12N 11/04, C12N 11/10, опубл. 30.01.2020 Бюл. №4] и гелей пищевого хитозана и сукцината хитозана. В отличие от них мы предлагаем в качестве действующего вещества использовать фицин, который имеет несколько иную (предпочтительно гидролизует в белках связи тирозина и фенилаланина, в то же время совершенно не наблюдается процесс расщепления по связям аргинина и лизина), но при этом довольно широкую субстратную специфичность и гидролизует казеин с большей скоростью, чем папаин, бромелайн или трипсин [Практикум по биотехнологии: иммобилизованные биологические объекты в системе лабораторных работ / М.Г. Холявка, М.А. Наквасина, В.Г. Артюхов. - Воронежский государственный университет.- Воронеж: Издательский дом ВГУ, 2017. 161 с.]. Кроме того, фицин эффективно гидролизует структурные компоненты матрикса биопленки Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis уже при концентрации 10 мкг/мл, почти полностью разрушая биопленку при концентрации 1 мг/мл. После обработки фицином структура биопленки становится пористой и с пониженной вязкостью. Обработка фицином усиливает антимикробное действие ципрофлоксацина, гентамицина и бензалкония хлорида против клеток, находящихся внутри биопленок Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis [Baidamshina D.R., Trizna E.Y., Holyavka M.G., Bogachev M.I., Artyukhov V.G., Akhatova F.S., Rozhina E.V., Fakhrullin R.F., Kayumov A.R. Targeting microbial bioflms using Ficin, a nonspecifc plant protease roof // Scientific Reports, 2017, 7:46068, DOI: 10.1038/srep46068].Known methods for producing heterogeneous enzyme preparations based on proteases, in particular bromelain [Patent RU 2691611, IPC C12N 11/04, C12N 11/10, publ. 06/14/2019 Bull. No. 17] and papain [Patent RU 2712690, IPC C12N 11/04, C12N 11/10, publ. 01/30/2020 Bull. No. 4] and gels of food chitosan and chitosan succinate. In contrast to them, we propose to use ficin as an active substance, which has a slightly different (preferably hydrolyzes tyrosine and phenylalanine bonds in proteins, at the same time, the process of cleavage along arginine and lysine bonds is not observed at all), but at the same time a rather wide substrate specificity and hydrolyzes casein at a faster rate than papain, bromelain or trypsin [Workshop on biotechnology: immobilized biological objects in the laboratory work system / M.G. Kholyavka, M.A. Nakvasina, V.G. Artyukhov. - Voronezh State University. - Voronezh: VSU Publishing House, 2017. 161 p.]. In addition, ficin effectively hydrolyzes the structural components of the biofilm matrix of Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis already at a concentration of 10 μg/ml, almost completely destroying the biofilm at a concentration of 1 mg/ml. After treatment with ficin, the biofilm structure becomes porous and with reduced viscosity. Treatment with ficin enhances the antimicrobial effect of ciprofloxacin, gentamicin and benzalkonium chloride against cells inside biofilms of Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis [Baidamshina D.R., Trizna E.Y., Holyavka M.G., Bogachev M.I., Artyukhov V.G., Akhatova F.S., Rozhina E.V., Fakh.R.mov.Ka Targeting microbial bioflms using Ficin, a nonspecifc plant protease roof // Scientific Reports, 2017, 7:46068, DOI: 10.1038/srep46068].

В качестве прототипа служил способ получения гетерогенного ферментного препарата на основе фицина, обладающего ранозаживляющими и регенерирующими свойствами [Патент RU 2677858 С2, МПК A61K 31/74, A61K 38/46, А61Р 17/02, C12N 11/08, опубл. 10.01.2019, Бюл. №1], который включает иммобилизацию фицина в буферном растворе на матрицу ионообменных волокон ВИОН КН-1 в соотношении 20 мл буферного раствора фицина в концентрации 1 мг/ мл на 1 г волокон, при этом в качестве буферного раствора используют 0.05 М трис-HCl буфер с рН 7.0; далее проводят инкубирование в течение 24 часов при комнатной температуре с периодическим перемешиванием; а затем промывают образовавшийся осадок 0.05 М трис-HCl буфером с рН 7.0 до отсутствия в промывных водах фицина.The prototype was a method for obtaining a heterogeneous enzyme preparation based on ficin, which has wound healing and regenerating properties [Patent RU 2677858 C2, IPC A61K 31/74, A61K 38/46, A61P 17/02, C12N 11/08, publ. 01/10/2019, Bull. No. 1], which includes the immobilization of ficin in a buffer solution on a matrix of ion-exchange fibers VION KN-1 in a ratio of 20 ml of ficin buffer solution at a concentration of 1 mg/ml per 1 g of fibers, while 0.05 M Tris-HCl buffer is used as a buffer solution with pH 7.0; then carry out incubation for 24 hours at room temperature with occasional stirring; and then the formed precipitate is washed with 0.05 M Tris-HCl buffer pH 7.0 until no ficin is present in the washings.

Недостатком прототипа является использование синтетических волокон, которые могут прилипать к поверхности раны.The disadvantage of the prototype is the use of synthetic fibers that can stick to the surface of the wound.

Технический результат заключается в разработке способа получения гетерогенного препарата на основе фицина и низкомолекулярного хитозана 50-190 кДа, позволяющего сократить расход противовоспалительного, ранозаживляющего средства благодаря пролонгированному действию и высокой стабильности получаемого препарата с высокой за счет входящего в состав фицина антибактериальной активностью, превышающей соответственно в 2 и 2.5 раза активность фицина, иммобилизованного на среднемолекулярном 200 кДа и высокомолекулярном 350 кДа хитозанах; сохраняющейся после двух суток инкубации не менее 46% от исходной каталитической способности.The technical result consists in developing a method for producing a heterogeneous drug based on ficin and low molecular weight chitosan 50-190 kDa, which makes it possible to reduce the consumption of an anti-inflammatory, wound healing agent due to the prolonged action and high stability of the resulting drug with high antibacterial activity due to ficin, which is included in the composition of ficin, exceeding, respectively, 2 and 2.5 times the activity of ficin immobilized on medium molecular weight 200 kDa and high molecular weight 350 kDa chitosan; remaining after two days of incubation is not less than 46% of the initial catalytic capacity.

Действующим веществом предлагаемого нами средства является фицин, обладающий противовоспалительными и ранозаживляющими свойствами, в качестве носителя для иммобилизации фермента нами был выбран низкомолекулярный хитозан с молекулярной массой 50-190 кДа, который как носитель для иммобилизации способен не только повысить стабильность фицина по отношению к различным денатурирующим факторам, но и сам обладает регенерирующей и более высокой антибактериальной активностью, по сравнению со среднемолекулярным и высокомолекулярным хитозанами, что связано с лучшей растворимостью низкомолекулярных форм полимера. Кроме того, низкомолекулярный хитозан защищает обрабатываемый участок кожи от пересыхания, удерживая влагу, позволяет легко удалить препарат вместе с гноем и экссудатом.The active substance of the agent we propose is ficin, which has anti-inflammatory and wound healing properties, as a carrier for the immobilization of the enzyme, we chose low-molecular chitosan with a molecular weight of 50-190 kDa, which, as a carrier for immobilization, can not only increase the stability of ficin with respect to various denaturing factors , but it also has a regenerating and higher antibacterial activity compared to medium and high molecular weight chitosan, which is associated with better solubility of low molecular weight forms of the polymer. In addition, low molecular weight chitosan protects the treated skin area from drying out, retaining moisture, and makes it easy to remove the drug along with pus and exudate.

Технический результат достигается тем, что в способе получения гетерогенного ферментного препарата на основе фицина и низкомолекулярного хитозана, включающем иммобилизацию фермента на матрицу носителя в буферном растворе в соотношении 20 мл буферного раствора фермента в концентрации 1 мг/мл на 1 г носителя, инкубирование в течение 24 часов при комнатной температуре с периодическим перемешиванием и промывку, согласно изобретению, иммобилизацию фицина проводят на матрицу низкомолекулярного хитозана с молекулярной массой 50-190 кДа; в качестве буферного раствора для иммобилизации используют 0.05 М боратный буфер с 0.1 М KCl в составе с рН 8.0; образовавшийся осадок промывают 0.05 М боратным буферным раствором с 0.1 М KCl в составе с рН 8.0 до отсутствия в промывных водах фицина.The technical result is achieved by the fact that in the method for obtaining a heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low molecular weight chitosan, including the immobilization of the enzyme on the carrier matrix in a buffer solution in a ratio of 20 ml of the enzyme buffer solution at a concentration of 1 mg/ml per 1 g of the carrier, incubation for 24 hours at room temperature with periodic stirring and washing, according to the invention, ficin immobilization is carried out on a matrix of low molecular weight chitosan with a molecular weight of 50-190 kDa; as a buffer solution for immobilization, 0.05 M borate buffer with 0.1 M KCl in the composition with pH 8.0 is used; the formed precipitate is washed with 0.05 M borate buffer solution with 0.1 M KCl in the composition with pH 8.0 until the absence of ficin in the washing water.

Фиг. 1. Диаграмма содержания белка (мг/мл) в препаратах фицина, иммобилизованного на матрице низкомолекулярного хитозана: 1 - 0.05 М фосфатный буфер, 2 - 0.05 М боратный буфер с 0.1 М KCl в составе, 3 - 0.05 М трис-глициновый буфер, 4 - 0.05 М глициновый буфер.Fig. Fig. 1. Diagram of protein content (mg/ml) in ficin preparations immobilized on a matrix of low molecular weight chitosan: 1 - 0.05 M phosphate buffer, 2 - 0.05 M borate buffer with 0.1 M KCl in the composition, 3 - 0.05 M tris-glycine buffer, 4 - 0.05 M glycine buffer.

Фиг. 2. Диаграмма общей активности (ед/мл) препаратов фицина, иммобилизованного на матрице низкомолекулярного хитозана: 1 - 0.05 М фосфатный буфер, 2 - 0.05 М боратный буфер с 0.1 М KCl в составе, 3 - 0.05 М трис-глициновый буфер, 4 - 0.05 М глициновый буфер.Fig. 2. Diagram of the total activity (u/ml) of ficin preparations immobilized on a matrix of low molecular weight chitosan: 1 - 0.05 M phosphate buffer, 2 - 0.05 M borate buffer with 0.1 M KCl in the composition, 3 - 0.05 M tris-glycine buffer, 4 - 0.05 M glycine buffer.

Фиг. 3. Диаграмма удельной активности (ед/мг белка) препаратов фицина, иммобилизованного на матрице низкомолекулярного хитозана: 1 -0.05 М фосфатный буфер, 2 - 0.05 М боратный буфер с 0.1 М KCl в составе, 3 - 0.05 М трис-глициновый буфер, 4 - 0.05 М глициновый буфер.Fig. Fig. 3. Diagram of the specific activity (u/mg of protein) of ficin preparations immobilized on a matrix of low molecular weight chitosan: 1 - 0.05 M phosphate buffer, 2 - 0.05 M borate buffer with 0.1 M KCl in the composition, 3 - 0.05 M tris-glycine buffer, 4 - 0.05 M glycine buffer.

Фиг. 4. Диаграмма зависимости каталитической активности (%) свободного (1) и иммобилизованного (2) фицина от времени инкубации.Fig. Fig. 4. Diagram of dependence of catalytic activity (%) of free (1) and immobilized (2) ficin on incubation time.

Фиг. 5. Процент сохранения количества фицина в фазе сорбента при инкубации препаратов: 1 - в 50 мМ трис-HCl буфере, рН 7.5; 2 - в физиологическом растворе.Fig. Fig. 5. Percentage of retention of the amount of ficin in the sorbent phase during incubation of preparations: 1 - in 50 mM Tris-HCl buffer, pH 7.5; 2 - in saline.

Фиг. 6. Количество биомассы Escherichia coli (К-12 MKD910) при различных условиях культивирования.Fig. 6. Amount of biomass of Escherichia coli (K-12 MKD910) under different culture conditions.

Пример реализации способа.An example of the implementation of the method.

В качестве объекта исследования был выбран фицин фирмы «Sigma-Aldrich», субстратом для гидролиза служил азоказеин фирмы «Sigma-Aldrich», носителем для иммобилизации - низкомолекулярный хитозан с молекулярной массой 50-190 кДа фирмы «Sigma-Aldrich». Для получения гетерогенных биокатализаторов на основе фицина, иммобилизованного на матрице низкомолекулярного хитозана, в качестве иммобилизационной среды мы использовали следующие буферные растворы: 0.05 М глициновый, 0.05 М трис-глициновый, 0.05 М фосфатный, 0.05 М боратный буфер с 0.1 М KCl в составе в диапазоне рН от 5.8 до 10.0.Ficin from Sigma-Aldrich was chosen as the object of study, azocasein from Sigma-Aldrich served as a substrate for hydrolysis, and low-molecular-weight chitosan with a molecular weight of 50–190 kDa from Sigma-Aldrich served as a carrier for immobilization. To obtain heterogeneous biocatalysts based on ficin immobilized on a matrix of low-molecular-weight chitosan, we used the following buffer solutions as an immobilization medium: 0.05 M glycine, 0.05 M tris-glycine, 0.05 M phosphate, pH 5.8 to 10.0.

Иммобилизацию фицина проводили на матрицу низкомолекулярного хитозана с молекулярной массой 50-190 кДа в буферном растворе в соотношении 20 мл буферного раствора фермента в концентрации 1 мг/мл на 1 г носителя. Инкубирование осуществляли в течение 24 часов при комнатной температуре с периодическим перемешиванием, промывку проводили буферным раствором, используемым в качестве иммобилизационной среды, до отсутствия в промывных водах фицина.Ficin was immobilized on a matrix of low molecular weight chitosan with a molecular weight of 50–190 kDa in a buffer solution in a ratio of 20 ml of an enzyme buffer solution at a concentration of 1 mg/ml per 1 g of carrier. Incubation was carried out for 24 hours at room temperature with occasional stirring; washing was carried out with a buffer solution used as an immobilization medium until no ficin was present in the washings.

Содержание белка в препаратах 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]. Измерение уровня протеолитической активности фицина проводили на субстрате азоказеине [Garcia-Carreno, F. L. The digestive proteases of langostilla (Pleuroncodes planipes, Decapoda): their partial characterization and the effect of feed on their composition // Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Comparative Biochemistry - 1992. - V. 103. - P. 575-578]. К 50 мг образца добавляли 200 мкл трис-HCl буфера с рН 7.5, 800 мкл азоказеина в концентрации 0.5% в 50 мМ трис-HCl буфере с рН 7.5 и инкубировали 2 часа при 37°С. Далее добавляли 800 мкл трихлоруксусной кислоты (ТХУ) в концентрации 5%, инкубировали 10 минут при -4°С, затем центрифугировали в течение 3 мин при 11 700 g 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 трис-HCl буфера. За единицу каталитической активности принимали такое количество фицина, которое в условиях эксперимента гидролизует 1 мкМ азоказеина за 1 мин. Удельную протеолитическую активность фицина рассчитывали по формуле:The protein content in the preparations was determined by the Lowry method [Lowry O.N., Rosebrough N.J., Faar A.L., Randall R.J. Protein measurement with folin-phenol reagent// J. Biol. Chem. - 1951.-V. 193.-p. 265-275]. The level of proteolytic activity of ficin was measured on the substrate azocasein [Garcia-Carreno, F. L. The digestive proteases of langostilla (Pleuroncodes planipes, Decapoda): their partial characterization and the effect of feed on their composition // Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Comparative Biochemistry - 1992. - V. 103. - P. 575-578]. To 50 mg of the sample, 200 μl of Tris-HCl buffer pH 7.5 and 800 μl of azocasein at a concentration of 0.5% in 50 mM Tris-HCl buffer pH 7.5 were added and incubated for 2 hours at 37°C. Next, 800 μl of trichloroacetic acid (TCA) at a concentration of 5% was added, incubated for 10 minutes at -4°C, then centrifuged for 3 minutes at 11,700 g to remove non-hydrolyzed azocasein. To 1200 μl of the supernatant, 240 μl of 3% NaOH was added to neutralize the acid, after which the optical density of the test sample was measured at 410 nm in a 1 cm cuvette. The control sample contained 800 µl of azocasein, 800 µl of TCA, 50 mg of sample, and 200 µl of Tris-HCl buffer. A unit of catalytic activity was the amount of ficin that hydrolyzes 1 μM of azocasein in 1 min under the experimental conditions. The specific proteolytic activity of ficin was calculated by the formula:

A=D*1000/120/200/C,A=D*1000/120/200/C,

где А - протеолитическая активность, мкМ/мин на 1 мг белка,where A is proteolytic activity, µM/min per 1 mg of protein,

D - оптическая плотность пробы при 410 нм,D is the optical density of the sample at 410 nm,

С - концентрация белка в пробе, мг/мл, измеренная по методу Лоури,C - protein concentration in the sample, mg / ml, measured by the Lowry method,

120 - время инкубации в минутах,120 - incubation time in minutes,

200 - объем пробы, в мкл,200 - sample volume, in µl,

1000 - пересчет в мкМ.1000 - recalculation in microns.

Исследование стабильности свободного и иммобилизованного фицина проводили по следующей схеме: инкубация образцов при 37°C с измерением ферментативной активности через 1, 2, 4, 8, 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168 часов. Для измерения процента десорбции фицина с матрицы низкомолекулярного хитозана к 50 мг образца добавляли 200 мкл 50 мМ трис-HCl буфера с рН 7.5 или физраствора, инкубацию проводили при 37°С в течение 1, 2, 3, 4, 5, 24, 48 часов с последующим измерением содержания белка в растворе методом Лоури.The study of the stability of free and immobilized ficin was carried out according to the following scheme: incubation of samples at 37°C with measurement of enzymatic activity after 1, 2, 4, 8, 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168 hours. To measure the percentage of ficin desorption from the matrix of low molecular weight chitosan, 200 μl of 50 mM Tris-HCl buffer with pH 7.5 or saline was added to 50 mg of the sample, incubation was carried out at 37°C for 1, 2, 3, 4, 5, 24, 48 hours followed by measurement of the protein content in the solution by the Lowry method.

Антибактериальную активность соединений определяли в отношении представителя условно-патогенной флоры: коллекционного штамма Escherichia coli (K-12 MKD910). Бактерии были выращены на среде LB [Bowdish D.M.E., Davidson D.J., Hancock R.E.W. A revaluation of the role of host defence peptides in mammalian immunity // Curr. Protein Pept. Sci. 2005. V.6. P. 35-51] (%): триптон - 1.0; дрожжевой экстракт - 0.5; NaCl - 0.5; рН 8.5. Агаризованная среда LBA включает дополнительно 2% агара. В среду добавляли стерильную глюкозу из расчета 1 мл среды: 25 мкл глюкозы. В чашку с ферментами (свободный - 1 мг/мл, иммобилизованный - 75 мг/мл) и глюкозой добавляли культуру. Далее инкубировали в термостате при 37°С в течение суток. Контроль за ростом культуры осуществляли, определяя изменение оптической плотности (ОП600) культуры. Прирост биомассы определяли нефелометрически на спектрофотоколориметре при длине волны 600 нм, разводя при необходимости культуральную жидкость таким образом, чтобы оптическая плотность составляла 0.1. За единицу биомассы принимали поглощение в 1 см кювете, равное единице. Количество биомассы выражали в единицах оптической плотности.The antibacterial activity of the compounds was determined against a representative of the opportunistic flora: collection strain Escherichia coli (K-12 MKD910). The bacteria were grown on LB medium [Bowdish D.M.E., Davidson D.J., Hancock R.E.W. A revaluation of the role of host defense peptides in mammalian immunity // Curr. Protein Pept. sci. 2005. V.6. P. 35-51] (%): tryptone - 1.0; yeast extract - 0.5; NaCl - 0.5; pH 8.5. Agar medium LBA includes an additional 2% agar. Sterile glucose was added to the medium at the rate of 1 ml of the medium: 25 μl of glucose. A culture was added to a dish with enzymes (free, 1 mg/ml; immobilized, 75 mg/ml) and glucose. Then they were incubated in a thermostat at 37°C for a day. Culture growth was monitored by determining the change in optical density (OD600) of the culture. The increase in biomass was determined nephelometrically on a spectrophotocolorimeter at a wavelength of 600 nm, diluting the culture liquid, if necessary, so that the optical density was 0.1. The absorbance in a 1 cm cuvette equal to unity was taken as a unit of biomass. The amount of biomass was expressed in units of optical density.

Статистическую обработку полученных результатов проводили при уровне значимости 5% с использованием t-критерия Стьюдента.Statistical processing of the obtained results was carried out at a significance level of 5% using Student's t-test.

В ходе выполнения эксперимента по определению содержания белка было выявлено, что наибольшее количество фермента (в мг на г носителя) в препаратах фицина, иммобилизованного на матрице низкомолекулярного хитозана, наблюдается при проведении процесса в фосфатном буфере с рН 7.8 (фиг. 1).During the experiment to determine the protein content, it was found that the largest amount of the enzyme (in mg per g of carrier) in the preparations of ficin immobilized on a matrix of low molecular weight chitosan is observed when the process is carried out in a phosphate buffer with pH 7.8 (Fig. 1).

Высокую общую активность (в ед на мл раствора) показали препараты фицина, приготовленные с помощью боратного буфера с рН 8.0 с 0.1 М KCl в составе (фиг. 2).High overall activity (in units per ml of solution) was shown by ficin preparations prepared using borate buffer pH 8.0 with 0.1 M KCl in the composition (Fig. 2).

Максимальная удельная активность (в ед на мг белка) гетерогенного биокатализатора на основе фицина, сорбированного на матрице хитозана, регистрируется при использовании боратного буфера с 0.1 М KCl в составе с рН 8.0-8.5 (фиг. 3).The maximum specific activity (in units per mg of protein) of a heterogeneous biocatalyst based on ficin adsorbed on a chitosan matrix was recorded using a borate buffer with 0.1 M KCl in the composition with pH 8.0–8.5 (Fig. 3).

Таким образом, по соотношению таких параметров как содержание белка, общая и удельная активности биокатализатора, наиболее перспективным буфером для иммобилизации фицина на низкомолекулярном хитозане является боратный буфер с 0.1 М KCl в составе с рН 8.0.Thus, in terms of the ratio of such parameters as protein content, total and specific activity of the biocatalyst, the most promising buffer for ficin immobilization on low molecular weight chitosan is a borate buffer with 0.1 M KCl in the composition with pH 8.0.

Одним из главных требований к иммобилизованным ферментам является их устойчивость по отношению к различным денатурирующим агентам (температура, рН, действие микроорганизмов и т.д.) и времени их воздействия на катализатор. Анализ каталитической активности нативного энзима и гетерогенного ферментного препарата показал, что растворимый фицин инактивируется на 30% после 4 часов инкубации и сохраняет не более 50% от исходной активности после двух суток инкубации. Сорбированный на матрице низкомолекулярного 50-190 кДа хитозана фицин высоко активен даже после двух суток инкубации - сохраняет не менее 46% от исходной каталитической способности (фиг. 4).One of the main requirements for immobilized enzymes is their resistance to various denaturing agents (temperature, pH, action of microorganisms, etc.) and the time of their action on the catalyst. Analysis of the catalytic activity of the native enzyme and heterogeneous enzyme preparation showed that soluble ficin is inactivated by 30% after 4 hours of incubation and retains no more than 50% of the initial activity after two days of incubation. Ficin adsorbed on the matrix of low molecular weight 50-190 kDa chitosan is highly active even after two days of incubation, retaining at least 46% of the initial catalytic capacity (Fig. 4).

Десорбция фицина из фазы сорбента в 50 мМ трис-HCl буфере с рН 7.5 после 48 часов инкубации не превышала 60%. При помещении препарата в физиологический раствор 40%-ая десорбция была детектирована через 3 ч инкубации, после инкубации в течение 48 часов десорбция составила 80% (фиг. 5).Desorption of ficin from the sorbent phase in 50 mM Tris-HCl buffer with pH 7.5 after 48 hours of incubation did not exceed 60%. When the drug was placed in physiological saline, 40% desorption was detected after 3 hours of incubation; after incubation for 48 hours, desorption was 80% (Fig. 5).

Таким образом, иммобилизация фицина на низкомолекулярном хитозане 50-190 кДа препятствует его быстрой инактивации и увеличивает время полужизни фермента.Thus, immobilization of ficin on low molecular weight 50-190 kDa chitosan prevents its rapid inactivation and increases the half-life of the enzyme.

По количеству биомассы Escherichia coli (K-12 MKD910) при различных условиях культивирования мы определяли антибактериальную активность низкомолекулярного хитозана 50-190 кДа и фицина, иммобилизованного на низкомолекулярном хитозане 50-190 кДа, в сравнении с антибактериальной активностью других типов хитозана и иммобилизованного на них фицина (фиг. 6). Установлено, что антибактериальная активность низкомолекулярного хитозана 50-190 кДа примерно в 2 раза выше, чем у среднемолекулярного 200 кДа и высокомолекулярного 350 кДа хитозанов. Антибактериальная активность фицина, иммобилизованного на низкомолекулярном хитозане 50-190 кДа, соответственно в 2 и 2.5 раза выше, чем у фицина, иммобилизованного на среднемолекулярном 200 кДа и высокомолекулярном 350 кДа хитозанах.By the amount of biomass of Escherichia coli (K-12 MKD910) under various cultivation conditions, we determined the antibacterial activity of low molecular weight chitosan 50-190 kDa and ficin immobilized on low molecular weight chitosan 50-190 kDa, in comparison with the antibacterial activity of other types of chitosan and ficin immobilized on them. (Fig. 6). It has been established that the antibacterial activity of low molecular weight 50-190 kDa chitosan is about 2 times higher than that of medium molecular weight 200 kDa and high molecular weight 350 kDa chitosan. The antibacterial activity of ficin immobilized on low molecular weight 50–190 kDa chitosan is 2 and 2.5 times higher, respectively, than that of ficin immobilized on medium molecular weight 200 kDa and high molecular weight 350 kDa chitosan.

Нами разработана методика получения ранозаживляющего и регенерирующего гетерогенного препарата медицинского и фармацевтического назначения на основе фицина и низкомолекулярного хитозана 50-190 кДа, который обладает выраженным антимикробным и адсорбирующим действием по отношению к бактериальным культурам, стабилен при хранении и использовании, что характеризует его как эффективное средство борьбы с гнойными осложнениями ран, вызванными микроорганизмами.We have developed a method for obtaining a wound healing and regenerating heterogeneous drug for medical and pharmaceutical purposes based on ficin and low molecular weight 50-190 kDa chitosan, which has a pronounced antimicrobial and adsorbing effect on bacterial cultures, is stable during storage and use, which characterizes it as an effective means of combating with purulent complications of wounds caused by microorganisms.

Claims (1)

Способ получения гетерогенного ферментного препарата на основе фицина и низкомолекулярного хитозана, включающий иммобилизацию фицина на матрицу носителя в буферном растворе в соотношении 20 мл буферного раствора фермента в концентрации 1 мг/мл на 1 г носителя, инкубирование в течение 24 часов при комнатной температуре с периодическим перемешиванием и промывку, отличающийся тем, что иммобилизацию фицина проводят на матрицу низкомолекулярного хитозана с молекулярной массой 50-190 кДа; в качестве буферного раствора для иммобилизации используют 0.05 М боратный буфер с 0.1 М KCl в составе с рН 8.0; образовавшийся осадок промывают 0.05 М боратным буферным раствором с 0.1 М KCl в составе с рН 8.0 до отсутствия в промывных водах фицина.A method for producing a heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low molecular weight chitosan, including immobilizing ficin on a carrier matrix in a buffer solution in a ratio of 20 ml of an enzyme buffer solution at a concentration of 1 mg/ml per 1 g of carrier, incubation for 24 hours at room temperature with occasional stirring and washing, characterized in that the immobilization of ficin is carried out on a matrix of low molecular weight chitosan with a molecular weight of 50-190 kDa; as a buffer solution for immobilization, 0.05 M borate buffer with 0.1 M KCl in the composition with pH 8.0 is used; the formed precipitate is washed with 0.05 M borate buffer solution with 0.1 M KCl in the composition with pH 8.0 until the absence of ficin in the washing water.
RU2021115149A 2021-05-26 2021-05-26 Method for producing heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low-molecular chitosan RU2769243C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115149A RU2769243C1 (en) 2021-05-26 2021-05-26 Method for producing heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low-molecular chitosan

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021115149A RU2769243C1 (en) 2021-05-26 2021-05-26 Method for producing heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low-molecular chitosan

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769243C1 true RU2769243C1 (en) 2022-03-29

Family

ID=81076104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021115149A RU2769243C1 (en) 2021-05-26 2021-05-26 Method for producing heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low-molecular chitosan

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769243C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582220C1 (en) * 2015-04-20 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Wound dressing based on chitosan
RU2656502C1 (en) * 2017-08-03 2018-06-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) Method for producing a biodegradable film based on chitosan and starch for medicine
RU2677858C2 (en) * 2017-07-03 2019-01-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Method for obtaining heterogeneous enzyme preparation based on ficin, with wound-healing and regenerative properties
US20200276057A1 (en) * 2019-02-28 2020-09-03 North Carolina State University Chitosan materials with entrapped enzyme and biocatalytic textiles and other biocatalytic materials comprising same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2582220C1 (en) * 2015-04-20 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" Wound dressing based on chitosan
RU2677858C2 (en) * 2017-07-03 2019-01-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Method for obtaining heterogeneous enzyme preparation based on ficin, with wound-healing and regenerative properties
RU2656502C1 (en) * 2017-08-03 2018-06-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) Method for producing a biodegradable film based on chitosan and starch for medicine
US20200276057A1 (en) * 2019-02-28 2020-09-03 North Carolina State University Chitosan materials with entrapped enzyme and biocatalytic textiles and other biocatalytic materials comprising same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YIN HENG et al., Low Molecular Weight and Oligomeric Chitosans and Their Bioactivities, Current Topics in Medicinal Chemistry, Volume 9, Number 16, 2009, pp. 1546-1559 (14). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baidamshina et al. Anti-biofilm and wound-healing activity of chitosan-immobilized Ficin
JP6069394B2 (en) Pharmaceutical composition
Dosadina et al. The effect of immobilization, drying and storage on the activity of proteinases immobilized on modified cellulose and chitosan
US20050283004A1 (en) Alkylsulfonated polyaminosaccharides
RU2677858C2 (en) Method for obtaining heterogeneous enzyme preparation based on ficin, with wound-healing and regenerative properties
RU2769243C1 (en) Method for producing heterogeneous enzyme preparation based on ficin and low-molecular chitosan
CN104147632B (en) The chitosan Wound-protection liquid body dressing of specific cell adhesion
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
RU2613112C2 (en) Chitosan-based wound covering (versions)
RU2712690C1 (en) Method of producing papain preparation in gel based on food chitosan and chitosan succinate
RU2678435C2 (en) Method of obtaining a heterogeneous drug based on collagenase and chitosan
RU2795425C1 (en) Method for obtaining hybrid preparation of papain and carboxymethylcellulose in the form of a dense solution
Brkich Development of a scientific methodological approach to expansion of product range for treatment of infected wounds
RU2733137C1 (en) Method of producing biocomposite with regenerative properties based on hydrogel of bacterial cellulose
RU2677873C2 (en) Method of obtaining a heterogeneous drug based on papain
Ribeiro et al. Hydrogels in Cutaneous Wound Healing: Insights into Characterization, Properties, Formulation and Therapeutic Potential
EP3053586B1 (en) Anti-inflammatory composition for aiding and promoting the healing of chronic ulcerative lesions
CN114456239A (en) Shengtai element, external antibacterial peptide gel preparation prepared from Shengtai element and application of gel preparation
RU2750382C1 (en) Method for producing immobilized enzyme preparation based on collagenase, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers
RU2744457C1 (en) Method for obtaining an immobilized enzyme product based on ficin, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers
RU2792783C1 (en) Method for obtaining ficin and chitosan acetate hybrid preparation in the form of a dense solution
RU2677232C2 (en) Method for obtaining heterogeneous preparation of various dispersities based on bromelain and chitosan
RU2771183C1 (en) Method for producing ficin preparation in gel based on carboxymethylcellulose
RU2750378C1 (en) Method for producing immobilized enzyme preparation based on papain, polysaccharides modified with vinyl monomers
RU2750377C1 (en) Method for producing immobilized enzyme preparation based on bromelain, hyaluronic acid and polysaccharides modified with vinyl monomers