апрель 2019

Літичні ферменти мікробного походження та перспективи їх практичного застосування


Бєлоха С. С. , Шпак А. С. , Данилова Н. С. , Кілочок Т. П.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Літичні ферменти мікробного походження та перспективи їх практичного застосування / Химия и современные технологии : Метериалы ІХ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии», 2019. – C. 124-125


Складна екологічна ситуація, яка склалась в останній час в країнах СНД і в світі в цілому, викликає все більше занепокоєння вчених багатьох країн. Порушення балансу в природі неминуче призводить до гибелі рослин, дисбалансу в організмі тварин та людини. Широкомасштабні викиди токсичних речовин, екологічні катастрофи призводять до підвищення ризику онкогенних процесів, загострення прояву вірусних захворювань, підвищенню проценту захворювань крові, а також генетичних порушень обміну речовин. Для лікування таких захворювань в останній час все частіше починають використовувати ензимотерапію. Існує також інформація про можливість використання ферментів в ксенотранспланто-логії, сільському господарстві та фармації.

Літичні ферменти мікроорганізмів являються оригінальною й достатньо гетерогенною групою каталізаторів, які мають здатність гідролізувати специфічні зв’язки клітинних стінок мікроорганізмів, що призводить в подальшому до лізису їх клітин. Літичні ферменти мікробного походження, як правило, характеризуються комплексною природою, широкою спектробіологічною дією. Їх виробництво, на відміну від ферментів тваринного походження, більш економічне, так як не лімітується сировиною. Воно залежить від активності продуцента та створення оптимальних умов для його розвитку.

Найбільш широко освітлено у літературі використання літичних ферментів у практиці наукових досліджень при вивченні тонкої будови клітинних стінок бактерій та дріжджів, виділення внутрішньоклітинних органел, окремих макромолекул, наприклад хромосомних та плазмідних ДНК. Важливе значення придбало застосування літичних ферментів для отримання протопластів, інтерес до яких величезний у зв’язку з розробкою методу їх злиття, використовуваного у теперішньому часі в клітинній інженерії. Протопласти і метод їх злиття розширили можливості вивчення генетичних рекомбінацій та отримання промислових суперпродуцентів [1].

Аспекти практичного використання літичних ферментів мікробного походження у народному господарстві також різноманітні. Застосування літичних ферментів у ряді біотехнологічних процесів дозволяє вирішувати такі задачі, як виділення продуктів біосинтезу їх клітин, підвищення живильної цінності мікробного білку, отримання білкових ізоляторів з біомаси дріжджів. Перспективним є застосування літичних ферментів у якості хіміопрепаратів у медицині та ветеринарії для лікування стафілоко-кових захворювань, профілактики й лікування карієсу зубів, шлункого-кишкових захворювань та сільськогосподарських тварин. Літичні ферменти мають важливе загальнобіологічне значення; вони виконують важливу роль у життєдіяльності мікроорганізмів, будучи учасниками ключових процесів синтезу й деградації клітинної стінки, а також важливим фактором агресивності, що забезпечує мікроорганізмам перевагу у боротьбі за існування.

За кордоном випускається ряд препаратів літичних ферментів (стафілолізин, L-II, мутанолізин, ахромопептидаза, новозим та інші), які застосовуються в наукових дослідах, а також при вирішенні ряду практичних задач.

Слід відмітити, що промислового отримання літичних ферментів ні у колишньому СРСР, ні в Україні не налагоджено, хоча у ряді лабораторій вивчається ця проблема, відібрані перспективні продуценти бактеріо- та дріжджелітичні ферменти, дослідні зразки деяких ферментів отримані в науково-промислових об’єднаннях «фермент» (м. Вільнюс), «Ензим» (м. Ладижин), в інституті ботаніки АН України.

Для створення промислового підприємства препаратів літичних ферментів актуальними є пошук оригінальних продуцентів літичних ферментів, розробка й оптимізація живильних середовищ, які забезпечують високу продуктивність, вивчення закономірностей і механізмів регуляції біосинтеза літичних ферментів різними мікроорганізмами- продуцентами.

Із колекції грунтових актиноміцетів відібрано перспективний штам Streptomyces recifensis var. lyticus 2435 – продуцент комплексу літичних ферментів, цей штам пройшов комісійну перевірку, депонований у ЦМПМ ВНИИ генетики [1]. На основі указаного штаму розроблено лабораторний  та дослідно- промислових регламент одержання  препаратів літичних ферментів різного ступю очищення. Комплексний ферментний препарат  володіє антимікробною, імуно − та рістститмулюючою діями. Він є малотоксичним для сільськогосподарських тварин та птахів, комах та рослин, відноситься до 4 групи. Він предназначений для широкого застосування в різних галузях животроводства, рибоводства, птахівництва та бджолодства в якості лікувально- профілактичного, імунотропного та ріст стимулюючого засоба бактеріальної та грибкової інфекцій. Крім того, показано, перспективні застовування комплексних літичних препаратів в рослинництві в якості передпосівної обмотки насіння, саме: рабсу, пшениці, вівса, соняшника, кукурудзи. Передпосівна обробка насіння впливає на морфометричні показники ростин, стійкість до несприятливих умов, різних шкідників та хвороб. Цей препарат значно дешевше та економічніше чим дорогокоштуючі ензими тваринного та рослинного походження і не лімітується сировиною.

Тому удосконалення технології одержання мікробних літичних препаратів різного ступеню очищення розкриє нові аспекти та перспективи ії застосування у різних галузях.

References
  1. Sokolova I.E.Kylochek T.P.,Vinnikov A.I.A biosintesis activity of Streptomyces recifensis var lyticus// Мікробіол. журн., 2004. − Т.66, №6. − С.10-17.