МОДУЛИРОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ С ПОМОЩЬЮ ОКИСЛЕННЫХ ФОРМ АЛКИЛРЕЗОРЦИНОВ

Краснова М.А.*, Лойко Н.Г.**, Воронина Н.А.**, Эль-Регистан Г.И.**,

Иванова Л.А.*

* ФГБОУ ВПО Московский Государственный Университет Пищевых Производств (125080, Москва, Волоколамское шоссе, д.11, 8-(499)-750-0111, mariya-moskva@mail.ru)

** ФГБОУ науки Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН, г. Москва (117312, Москва, ул. Проспект 60-летия Октября, д.7 к.2, 8-(499)-135-1089, loikonat@mail.ru)

В настоящее время ферментные препараты являются важным элементом в технологиях пищевых продуктов, поэтому их производство занимает особое место в современной биотехнологии. Ферментные препараты, содержащие как определенные ферменты (энзимы), так и их комплекс, применяются для интенсификации технологических процессов, что позволяет сокращать затраты на сырье и повышать качество готовой продукции [1]. Однако, ферменты очень лабильны, и под воздействием различных физико-химических или биологических факторов теряют свою активность, что ограничивает их применение в биотехнологических процессах. Улучшить свойства ферментов: повысить их активность и стабильность, помогает направленная модификация их структуры с помощью низкомолекулярных лигандов, таких как микробные и растительные ауторегуляторы – алкилрезорцины (АР), которые благодаря своим свойствам способны изменять конформацию макромолекул [2].

Целью нашего исследования стало повышение активности и стабильности гидролитических ферментных препаратов с помощью алкилрезорцинов.

Объектами исследования в работе являлись гидролитические ферментные препараты (ФП): «Полифермент» (ООО «Сиббиофарм», Россия) и «Альфалад БН» (Ладыжинский завод ферментных препаратов «Энзим», Украина). В качестве структурных модификаторов ферментов использовали три специально синтезированных АР с различной степенью окисленности: АР1; АР2; АР3.

Было обнаружено, что все три АР дозозависимо увеличивают амилолитическую активность ФП (рис. 1). При этом наиболее эффективным оказался самый окисленный из трех исследуемых алкилрезорцинов – АР3, который повышал амилолитическую активность обоих ФП до 350%: «Полифермента» при концентрации 1 мг/мл; «Альфалада» – 2 мг/мл.

Рисунок 1. Влияние окисленных АР на амилолитическую активность ФП: а) «Полифермент»; б) «Альфалад». Условия реакции: t=30⁰C, рН=7,0, время предынкубации 30 мин.

Рисунок 2. Функциональная термостабильность модифицированного АР1 ФП «Альфалад»: 1- контроль; 2 - концентрация АР1 0.5 мг/мл.

Модификация структуры фермента, отражающаяся на его функциональной активности, должна оказывать влияние на устойчивость белковой молекулы к денатурирующим воздействиям, т.е. на сохранение каталитической функции в этих условиях (функциональная устойчивость). В проведенных экспериментах было показано, что активность ФП «Альфалад», модифицированного АР1 в концентрации 0.5 мг/мл, после термообработки при 80⁰С в течение 20, 40 и 60 мин была на 20-200 % выше, чем нативного (рис. 2).

Таким образом, окисленные АР способны направленно изменять активность ФП и повышать их стабильность к денатурирующим воздействиям.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 13-04-01145 А и № 13-04-40231- Н).

Список литературы:

1. Тихонов И.В., Рубан Е.А., Грязнева Т.Н. и др.; под ред. акад. РАСХН Воронина Е.С. Биотехнология / СПб.: ГИОРД, 2005. – 792 С.

2. Эль-Регистан Г.И., Мулюкин А.Л., Николаев Ю.А., Сузина Н.Е., Гальченко В.Ф., Дуда В.И. Адаптогенные функции внеклеточных ауторегуляторов микроорганизмов. Микробиология. 2006, Т.75. №4, С. 446-456.