Особливості кінетики гідролізу Micrococcus lysodeikticus іммобілізованими формами лізоциму

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorСевастьянов, О. В.
dc.contributor.authorРомановська, І. І.
dc.contributor.authorДекіна, С. С.
dc.date.accessioned2020-04-16T16:39:51Z
dc.date.available2020-04-16T16:39:51Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenBackground. The problem of the resistance of bacterial pathogens to antibiotics leads to a decrease in the effectiveness of therapy of infectious diseases, which in turn stimulates the search, modification or creation of new antibacterial agents, including lysozyme-polymer systems. The development of new biotechnological preparations of the enzyme with mucoadhesive properties, antimicrobial action, in the form of gels, hydrogel coatings or films, promising for use in medicine, is impossible without understanding the lysozyme functioning in an immobilized state. Therefore, studying the kinetic features of substrate hydrolysis by free and immobilized lysozyme, comparing the kinetic parameters of various forms of the enzyme is an urgent task. Objective. The aim of the paper is to study the kinetics of hydrolysis of Micrococcus lysodeikticus cells with lysozyme immobilized into gelatin, carboxymethyl cellulose sodium salt, and polyvinyl alcohol, as well as to compare kinetic characteristics with the parameters of the free enzyme. Methods. Immobilization of lysozyme into gelatin, sodium salt of carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol was carried out by incorporation into a gel. The kinetic parameters of the functioning of the enzyme were determined by the initial lysis rates of M. lysodeikticus cells. The measurement results were analyzed using the Linuiver–Burke's and Haines' graphical methods, as well as the Cornish-Bowden–Eisenthal's computational method. Results. Kinetic features of the hydrolysis reaction of M. lysodeikticus cells by free and immobilized lysozyme were studied. The increase in Michaelis constant KM, the maximum reaction rate Vmax and the ratio KM/Vmax for the immobilized enzyme was shown. The tendency to increase the values of kinetic parameters is preserved both using the graphical linearization methods of Lineuiver–Burke and Haines and the Cornish-Bowden–Eisenthal's computational method, which is manifested in the transitional activation of lysozyme. In turn, a decrease in kcat/KM indicates a decrease in the rate of binding of the immobilized enzyme to the substrate. Conclusions. As a result of studying the kinetics of hydrolysis by three methods, it was shown that the action of the studied polymers (gelatin, sodium salt of carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol) is kinetically manifested in the transitional activation of the enzyme, according to the pattern of peptidoglycan of the cell wall of M. lysodeikticus. It has been revealed that the catalytic efficiency of lysozyme is most affected by the sodium salt of carboxymethyl cellulose, decreasing it by 37.8%, while gelatin and polyvinyl alcohol decrease this parameter by 31.8 and 18.8%, respectively. The results of the study are of fundamental and applied value, since they complement knowledge of the kinetic features of the functioning of immobilized forms of lysozyme, the interaction of the enzyme with polymers, and allow us to evaluate the catalytic efficiency of the obtained biotechnological products.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Резистентность возбудителей бактериальных заболеваний к антибиотикам приводит к снижению эффективности терапии инфекционных заболеваний, что в свою очередь стимулирует поиск, модификацию или создание новых антибактериальных агентов, в т.ч. лизоцим-полимерных систем. Разработка новых биотехнологических препаратов энзима с мукоадгезивными свойствами, антимикробным действием, в форме гелей, гидрогелевых покрытий или пленок, перспективных для использования в медицине, невозможна без понимания функционирования лизоцима в иммобилизованном состоянии. Поэтому исследования кинетических особенностей гидролиза субстрата свободным и иммобилизованным лизоцимом, сравнение кинетических параметров различных форм энзима является актуальной задачей. Цель. Исследовать кинетику гидролиза клеток Micrococcus lysodeikticus лизоцимом, иммобилизованным в желатин, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и поливиниловый спирт; сравнить кинетические характеристики с параметрами свободного энзима. Методика реализации. Иммобилизацию лизоцима в желатин, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, поливиниловый спирт осуществляли методом включения в гель. Кинетические параметры функционирования фермента определяли по начальным скоростями лизиса клеток M. lysodeikticus. Результаты измерений анализировали графическими методами Лайнуивера–Берка и Хейнса, а также расчетным – Корниш-Боуден–Ейзенталя. Результаты. Исследованы кинетические особенности реакции гидролиза клеток M. lysodeikticus свободным и иммобилизованным лизоцимом. Показано увеличение константы Михаэлиса KM, максимальной скорости реакции Vмакс и отношения KM/Vмакс для иммобилизованного энзима. Тенденция увеличения значений кинетических параметров сохраняется при использовании как графических методов линеаризации Лайнуивера–Берка и Хейнса, так и расчетного – Корниш-Боуден–Ейзенталя, что проявляется в переходной активации лизоцима. В свою очередь уменьшение kкат/KM свидетельствует об уменьшении скорости связывания иммобилизованного энзима с субстратом. Выводы. В результате исследования кинетики гидролиза тремя методами показано, что действие исследуемых полимеров (желатина, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и поливинилового спирта) кинетически проявляется в переходной активации энзима, согласно картине лизиса пептидогликана клеточной стенки M. lysodeikticus. Выявлено, что в наибольшей степени на каталитическую эффективность лизоцима влияет натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, уменьшая ее на 37,8 %, тогда как желатин и поливиниловый спирт уменьшают этот показатель на 31,8 и 18,8 % соответственно. Полученные результаты имеют фундаментальное и прикладное значение, поскольку дополняют знания о кинетических особенностях функционирования иммобилизованных форм лизоцима, взаимодействии энзима с полимерами и позволяют оценить каталитическую эффективность полученных биотехнологических продуктовuk
dc.description.abstractukПроблематика. Резистентність збудників бактеріальних захворювань до антибіотиків призводить до зниження ефективності терапії інфекційних хвороб, що своєю чергою стимулює пошук, модифікацію або створення нових антибактеріальних агентів, у т.ч. лізоцим-полімерних систем. Розробка нових біотехнологічних препаратів ензиму з мукоадгезивними властивостями, антимікробною дією, у формі гелів, гідрогелевих покриттів або плівок, перспективних для використання в медицині, неможлива без розуміння функціонування лізоциму в іммобілізованому стані. Тому дослідження кінетичних особливостей гідролізу субстрату вільним та іммобілізованим лізоцимом, порівняння кінетичних параметрів різних форм ензиму є актуальним завданням. Мета. Дослідити кінетику гідролізу клітин Micrococcus lysodeikticus лізоцимом, іммобілізованим у желатин, натрієву сіль карбоксиметилцелюлози та полівініловий спирт; порівняти кінетичні характерис­тики з параметрами вільного ензиму. Методика реалізації. Іммобілізацію лізоциму в желатин, натрієву сіль карбоксиметилцелюлози, полівініловий спирт здійснювали методом включення в гель. Кінетичні параметри функціонування ензиму визначали за початковими швидкостями лізису клітин M. lysodeikticus. Результати вимірювань аналізували графічними методами Лайнуївера–Берка і Хейнса, а також розрахунковим – Корніш-Боуден–Ейзенталя. Результати. Досліджено кінетичні особливості реакції гідролізу клітин M. lysodeikticus вільним та іммобілізованим лізоцимом. Показано збільшення константи Міхаеліса KM, максимальної швидкості реак­ції Vмакс і відношення KM/Vмакс для іммобілізованого ензиму. Тенденція збільшення значень кіне­тичних параметрів зберігається при використанні як графічних методів лінеаризації Лайнуївера–Берка і Хейнса, так і розрахункового – Корніш-Боуден–Ейзенталя, що проявляється в перехідній активації лізоциму. Своєю чергою зменшення kкат/KM свідчить про зменшення швидкості зв’язуван­ня іммобілізованого ферменту із субстратом. Висновки. У результаті дослідження кінетики гідролізу трьома методами показано, що дія досліджуваних полімерів (желатину, натрієвої солі карбоксиметилцелюлози і полівінілового спирту) кінетично проявляється в перехідній активації ферменту, згідно з картиною лізису пептидоглікану клітинної стінки M. lysodeikticus. Виявлено, що найбільшою мірою на каталітичну ефективність лізоциму впливає натрієва сіль карбоксиметилцелюлози, зменшуючи її на 37,8 %, тоді як желатин і полівініловий спирт зменшують цей показник на 31,8 і 18,8 % відповідно. Отримані результати мають фундамен­тальне і прикладне значення, оскільки доповнюють знання про кінетичні особливості функціонування іммобілізованих форм лізоциму, взаємодію ензиму з полімерами і дають можливість оцінити каталітичну ефективність отриманих біотехнологічних продуктів.uk
dc.format.pagerangePp. 45–50uk
dc.identifier.citationСевастьянов, О. В. Особливості кінетики гідролізу Micrococcus lysodeikticus іммобілізованими формами лізоциму / О. В. Севастьянов, І. І. Романовська, С. С. Декіна // Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal. – 2020. – Vol. 4, No. 1. – Pp. 45–50. – Bibliogr.: 18 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/ibb.2020.4.1.198291
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/32968
dc.language.isoukuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.rightsAttribution 4.0 International (CC BY 4.0)en
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/en
dc.sourceInnovative Biosystems and Bioengineering : international scientific e-journal, 2020, Vol. 4, No. 1uk
dc.subjectлізоцимuk
dc.subjectкінетикаuk
dc.subjectжелатинuk
dc.subjectкарбоксиметилцелюлозаuk
dc.subjectкріогель полівінілового спиртуuk
dc.subjectlysozymeuk
dc.subjectkineticsuk
dc.subjectgelatinuk
dc.subjectcarboxymethyl celluloseuk
dc.subjectpolyvinyl alcohol cryogeluk
dc.subjectлизоцимuk
dc.subjectкинетикаuk
dc.subjectжелатинuk
dc.subjectкарбоксиметилцеллюлозаuk
dc.subjectкриогель поливинилового спиртаuk
dc.subject.udc577.152.34/577.112.083uk
dc.titleОсобливості кінетики гідролізу Micrococcus lysodeikticus іммобілізованими формами лізоцимуuk
dc.title.alternativeFeatures of the Hydrolysis Kinetics of Micrococcus lysodeikticus by Immobilized Lysozymeuk
dc.title.alternativeОсобенности кинетики гидролиза Micrococcus lysodeikticus иммобилизованным лизоцимомuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
IBB2020.4.1_06.pdf
Розмір:
1.06 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Innovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 4, No. 1