Ферментний препарат з гепатопанкреаса промислових видів крабів і спосіб його отримання

C12N9 / 48 - діючі на пептидні зв'язки, наприклад тромбопластин, лейцин амінопептідазу (3.4)


Власники патенту RU 2280076:

Тихоокеанський інститут біоорганічної хімії Далекосхідного відділення Російської Академії наук (RU)

Винахід відноситься до Поліферментні препаратів з морської тварини сировини і способам їх отримання і може знайти застосування в біотехнології, медицині, косметології, ветеринарії, сільському господарстві, в наукових дослідженнях і виробництві біохімічних реактивів. Препарат отримують шляхом гомогенізації гепатопанкреаса промислових видів крабів в буферних розчинах, видалення твердих домішок центрифугуванням гомогенату, флокуляції ліпідів хитозаном. Причому гомогенат додатково очищають центрифугуванням. Ультрафільтрацію розчину ферментного препарату ведуть на мембрані, що пропускає речовини з молекулярною масою 15 кДа і нижче, а потім на мембрані, що затримує речовини з молекулярною масою 50 кДа і вище. Розчин, що містить ферментативні активності, лиофилизируют. До складу Поліферментні препарату входять колагенолітичні і металлозавісімие протеїнази з молекулярної масою менше 30 кДа, рибонуклеази, дезоксирибонуклеази, фосфодіестерази, фосфатази, амілази, ліпази і # X003B2; -глюканази. Винахід забезпечує розширення арсеналу Поліферментні препаратів, збільшення виходу ферментного препарату за рахунок збільшення кількості типів ферментів, що входять в Поліферментні комплекс (протеази, нуклеази, глікозідази і ліпази), підвищення рівня активності гідролаз, розширення спектра можливого використання Поліферментні препарату в різних галузях промисловості. 2 з.п. ф-ли.

Винахід відноситься до Поліферментні препаратів з морської тварини сировини і способам їх отримання і може знайти застосування в біотехнології, медицині, косметології, ветеринарії, сільському господарстві, в наукових дослідженнях і виробництві біохімічних реактивів.

У ракоподібних (крабів, раків і креветок) гепатопанкреас є органом, що суміщає функції печінки і підшлункової залози. Через особливості харчування загону Decapoda гепатопанкреас секретує велику кількість травних ферментів, гидролизующих все класи природних полімерів і володіють широкою специфічністю і незвично високою активністю. Гепатопанкреас є доступним, дешевим і нетоксичним сировиною для отримання ферментних препаратів. В даний час з гепатопанкреаса крабів виділяють в високоочищеним або гомогенному стані колагенолітичні протеїнази, амінопептідазу, трипсин, еластазу і Ca, Mg-залежну ДНКаза.

У той же час отримані з гепатопанкреаса крабів Поліферментні препарати, містять, як правило, гідролази одного типу, а саме колагенолітичні протеїнази. На основі колагенолітичні протеїназ розроблені ранозагоювальні препарати "Коллалітін", "Морікраза", "Коллаза", "Коллагеназа КК".

Відомі такі способи отримання ферментних препаратів з гепатопанкреаса промислових видів крабів:

1. Спосіб отримання комплексу протеолітичних ферментів, що включає гомогенізацію сировини у водному розчині і осадження цільового продукту сульфатом амонію. Комплекс ферментів містить трипсин, карбоксипептидази А і Б, лейцінамінопептідази, лужні і нейтральні протеази [SU 546648 A1, 15.02.77].

2. Спосіб отримання комплексу протеолітичних ферментів з травних органів наземних і морських тварин, що включає екстракцію комплексу з подрібнених органів розчином хлористого кальцію, очистку від твердих домішок центрифугуванням і мікрофільтрацію через мембрани. Отриманий продукт (протеолітичний комплекс) містить лужні, нейтральні та кислі протеази, трипсин, хімотрипсин, коллагеназу [RU 2034028 C1, 30.04.95].

3. Спосіб отримання ферментного препарату, що включає екстракцію ферменту із замороженого гепатопанкреаса камчатського краба розчином хлориду лужного металу; відділення осаду пропусканням через фільтри з розміром пор 10 мм, 0,5 мм і 0,1 мм; мікрофільтрацію на мембранах з розміром пір 0,45 мкм; ультрафільтрацію на мембранах з межею пропускання 10 кДа. Ферментний препарат, названий "Коллалітіном", містить колагенолітичні протеази [RU 2096456 C1, 20.11.97].

Недоліком цього способу є тривалість процесу, що знижує вихід продукту і рівень його активності. Коллагеназа представлена ​​трьома ізоферментами з молекулярної масою в межах від 18 до 27 кДа.

4. Найбільш близьким до заявляється способу за технічною суттю є спосіб отримання ферментного препарату з гепатопанкреаса промислових видів крабів, що володіє колагенолітичні активністю (колагенази). Спосіб передбачає гомогенизацию сировини шляхом автолиза в буферних розчинах, з подальшим додаванням до гомогенату розчину хітозану до його кінцевої концентрації 0,01-0,4%, відділенням нерозчинного матеріалу і послідовної ультрафільтрації ферментного розчину спочатку на мембрані, що відтинає баластні речовини з мол.м 100 кДа і більш, а потім на мембрані, що відтинає речовини з мол.м. 30 кДа і менш, збираючи фермент, що не проходить через мембрану. Розчин, що містить ферментативну активність, лиофилизируют [RU 2039819 C1, 20.07.95).

Спосіб-прототип досить простий у виконанні, не тривалий за часом, не вимагає токсичних реагентів. Однак в препараті, отриманому способом-прототипом, визначений тільки один тип гидролаз, а саме колагенолітичні протеїнази.

На основі цього комплексу в Тихоокеанському інституті біоорганічної хімії ДВО РАН створено ранозагоювальний засіб широкого спектра дії "Коллагеназа КК", в якому коллагеназа представлена, принаймні, трьома ізоферментами [RU 2093166 C1, 20.10.97].

В даний час область застосування відомого ферментного комплексу обмежена тільки його здатністю деградувати білки. У той же час у багатьох випадках успішне вирішення конкретної проблеми вимагає використання Поліферментні препаратів з більш широким спектром дії. Наприклад, для здійснення повної ензиматичною деструкції тварин і рослинних клітин при використанні продуктів гідролізу в біотехнологічної, мікробіологічної та харчової промисловості.

Завдання цього винаходу - створити Поліферментні препарат, здатний гідролізувати 4 класу природних біополімерів, такі як білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди і ліпіди з метою його більш широкого і ефективного застосування; розширити арсенал комплексних ферментних препаратів, одержуваних з гепатопанкреаса промислових видів крабів і розробити спосіб його отримання.

В результаті вирішення поставленого завдання створений новий Поліферментні препарат, що містить колагенолітичні протеїнази, який відповідно до винаходу додатково містить металлозавісімие протеїнази, рибонуклеази, дезоксирибонуклеази, фосфодіестерази, фосфатази, амілази, ліпази і # X003B2; -глюканази. Його отримують шляхом гомогенізації гепатопанкреаса промислових видів крабів в буферних розчинах, видалення твердих домішок центрифугуванням гомогенату, флокуляції ліпідів хитозаном, ультрафільтрації розчину ферментного препарату на мембрані, що пропускає речовини з молекулярною масою 15 кДа і нижче, а потім на мембрані, що затримує речовини з молекулярною масою 50 кДа і вище.

Технічний результат забезпечується тим, що новий ферментний комплексний препарат містить 4 типи гидролаз - протеази, нуклеази, глікозідази і ліпази, тобто володіє більш широким спектром ферментативних активностей в порівнянні з відомим препаратом, що володіє тільки одним типом гідролазних активності, а саме - колагенолітичні.

У зв'язку з вищесказаним пропонований Поліферментні препарат може бути використаний на практиці з більшою ефективністю, ніж відомі. Наприклад, при використанні препарату в медицині при лікуванні гнійно-некротичних процесів, викликаних бактеріальною або вірусною інфекцією, ця ефективність буде забезпечуватися унікальним поєднанням літичної дії коллагеназ, протеїназ та нуклеаз і противірусного ефекту ДНКаз і РНКаз.

Крім того, пропонований комплекс може служити джерелом для отримання традиційними біохімічними методами індивідуальних ферментів або ферментних комплексів спрямованої дії, наприклад комплексу ДНКази і РНКази. Спільне присутність в пропонованому ферментному препараті ДНКази і РНКази дозволить створити для медицини, ветеринарії, сільського господарства противірусні препарати, які забезпечать можливість одночасно пригнічувати розмноження ДНК і РНК-вірусів у людини, тварин і рослин.

Новий препарат розширює арсенал комплексних ферментних препаратів.

Поставлена ​​задача вирішена також способом отримання ферментного препарату, що містить колагенолітичні протеїнази, що включає гомогенізацію гепатопанкреаса промислових видів крабів, додавання до гомогенату розчину хітозану, відділення нерозчинного матеріалу з подальшою ультрафильтрацией отриманого розчину і лиофилизацией цільового продукту, в якому відповідно до винаходу гомогенат піддають додатковому очищенню шляхом центрифугування, а ультрафільтрацію здійснюють на мембрані, що пропускає речовини з молекулами ної масою 15 кДа і нижче, збираючи ферментний препарат, що не проходить через мембрану. Потім отриманий концентрат ферментного препарату, що містить 4 типи гидролаз, пропускають через мембрану, що затримує речовини з молекулярною масою 50 кДа і вище. В результаті отримують препарат, додатково містить колагенолітичні і металлозавісімие протеїнази з молекулярної масою менше 30 кДа, рибонуклеази, дезоксирибонуклеази, фосфодіестерази, фосфатази, амілази, ліпази і # X003B2; -глюканази.

Спосіб може бути здійснений як при низькій температурі, наприклад 5 # x000B0; С (в умовах холодної кімнати), так і при кімнатній температурі.

Хтозна додають до гомогенату у вигляді розчину сольовий форми з органічної або мінеральної кислотами. Введення стадії додаткового очищення шляхом центрифугування гомогенату дозволяє знизити концентрацію хітозану до 0,001%, що, в свою чергу, зменшує втрати білка, пов'язані з сорбцией білка на хітозаном, а в результаті - підвищує вихід ферментного комплексу.

Використання мембран з проникною здатністю нижче 50 кДа дає можливість прибрати баластні біополімери з молекулярною масою вище 50 кДа, і, таким чином, підвищити питому активність ферментів, присутніх в комплексі.

Сукупність суттєвих ознак заявляється способу забезпечує отримання технічного результату, який полягає в збільшенні виходу ферментного препарату за рахунок збільшення кількості типів ферментів, що входять в Поліферментні комплекс (протеази, нуклеази, глікозідази і ліпази), і в підвищенні рівня активності гідролаз.

Приклади здійснення винаходу.

Отримують 80 г комплексного ферментного препарату. Препарат містить 0,8 мг білка на мг препарату. Ліпіди в препараті відсутні.

Приклад 2. гепатопанкреас промислових видів крабів (10 кг) подрібнюють і поміщають в 30 л води, доводячи рН розчину бикарбонатом до значення 8,3 і витримують при перемішуванні протягом 6 ч, при температурі 5 С # x000B0 ;. Потім розчин центрифугують при 3000 g і додають до супернатанту при інтенсивному перемішуванні розчин хітозану в 0,5 н. соляній кислоті, доводячи кінцеву концентрацію хітозану до 0,001%, рН розчину при флокуляції - 7,0. Далі процес проводять так, як описано в прикладі 1, при рН буферного розчину 8,3.

Отримують 78,0 г комплексного ферментного препарату. Препарат містить 0,85 мг білка на мг препарату. Ліпіди в препараті відсутні.

Отримують 7,2 г комплексного ферментного препарату. Препарат містить 0,75 мг білка на мг препарату. Ліпіди в препараті відсутні.

Отримують 7,4 г комплексного ферментного препарату. Препарат містить 0,78 мг білка на мг препарату. Ліпіди в препараті відсутні.

Ферментний препарат, одержуваний заявляється способом, має наступні характеристики:

порошок жовтувато-сірого кольору, розчинний в дистильованої воді або буферному розчині, з легким специфічним запахом; препарат не містить іонів важких металів, домішок, шкідливих і токсичних речовин; препарат практично не втрачає активності протягом 4-х років зберігання в лиофильно висушеному стані при температурі + 10 # x000B0; С;

питома колагенолітичні активність (колаген I типу) складає не менше 1,5 Од / мг препарату / хв (визначення питомої колагенолітичні активності проводять за методикою МА 123.12.002-92);

питома активність тріпсіноподобних протеїнази (N-бензоїл-аргініну-р-нітроаніліда) становить не менше 3,3 Од / мг препарату / хв (визначення протеїназного активності проводять за методом Ерлангера);

питома загальна протеолітична активність (казеїн) становить не менше 0,7 Од / мг препарату / хв (визначення протеолітичної активності проводять за стандартною методикою відповідно до ГОСТ 20264.2-88);

питома активність лужної РНКази становить не менше 35 Од / мг препарату / год;

питома активність кислої РНКази становить не менше 10 Од / мг препарату / год;

питома ДНКазной активність становить не менше 400 Од / мг препарату / год;

питома активність лужної фосфатази становить не менше 0,04 Од / мг препарату / хв;

питомі активності лужної і кислої фосфодіестераз становлять не менше 0,003 Од / мг препарату / хв;

питома активність # X003B2; -глюканази становить не менше 0,01 Од / мг препарату / хв;

питома амілазна активність становить не менше 0,01 Од / мг препарату / хв;

питома ліпазная активність становить не менше 250 Од / мг препарату / хв.

Визначення активностей ферментів проводять за методиками, наведеними в каталогах фірми Sigma.

У процесі досліджень було встановлено, що молекулярна маса ферментів комплексу, що володіють найбільшою активністю, становить 15-42 кДа. Найбільш активними компонентами комплексу є серинові колагенолітичні протеїнази, металлопротеінази, лужна ДНКаза, лужна і кисла РНКази, амілаза.

1. Спосіб отримання ферментного препарату з гепатопанкреаса промислових видів крабів, що містить колагенолітичні протеїнази, що передбачає гомогенизацию гепатопанкреаса промислових крабів в буферному розчині, додавання розчину хітозану в кислоті, відділення нерозчинного матеріалу з подальшою ультрафильтрацией отриманого розчину і лиофилизацией цільового продукту, що відрізняється тим, що гомогенат піддають додаткової очистки шляхом центрифугування, а ультрафільтрацію здійснюють на мембрані, що пропускає еществ з молекулярної масою 15 кДа і нижче, збираючи ферментний препарат, що не проходить через мембрану, потім сконцентрований і знесоленої екстракт пропускають через мембрану, що затримує речовини з молекулярною масою 50 кДа і вище, з отриманням препарату, додатково містить металлозавісімие протеїнази, рибонуклеази, дезоксирибонуклеази, фосфодіестерази, фосфатази, амілази, ліпазу і # X003B2; -глюканазу.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що гомогенизацию і очищення здійснюють при рН ферментного розчину 5,5-9,5 і температурі 5-20 # x000B0; С.

3. Ферментний препарат з гепатопанкреаса промислових видів крабів, що містить колагенолітичні протеїнази, що відрізняється тим, що він додатково містить металлозавісімие протеїнази, рибонуклеази, дезоксирибонуклеази, фосфатази, фосфодіестерази, амілази, ліпазу і # X003B2; -глюканазу і отриманий способом по п.1 або 2.

Схожі статті