Научная статья на тему 'СТАБИЛИЗАЦИЯ ТРИПСИНА ИММОБИЛИЗОВАННОГО НА ХИТОЗАНЕ В ПРИСУСТВИИ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ АГЕНТОВ'

СТАБИЛИЗАЦИЯ ТРИПСИНА ИММОБИЛИЗОВАННОГО НА ХИТОЗАНЕ В ПРИСУСТВИИ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ АГЕНТОВ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
83
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ХИТОЗАН / ТРИПСИН / ТЕРМОИНАКТИВАЦИЯ / СТАБИЛИЗАЦИЯ / УФ-СПЕКТРЫ / МИРАМИСТИН / CHITOSAN / TRYPSIN / THERMOINACTIVATION / STABILIZATION / UV SPECTRA / MIRAMISTIN

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Ванюшенкова Анна Алексеевна, Ханафина Анна Андреевна, Савельева Елизавета Евгеньевна, Бркич Лилиана Любановна, Белов Алексей Алексеевич

Изучено действие различных терапевтических агентов (мирамистин, лидокаин, антиоксиданты, глицерин и др.) на панкреатический трипсин (из КРС) в присутствии хитозана. До массового соотношения фермент:терапевтический агент равного 50 в пределах погрешности определения (±10%) исследованные препараты не влияют на ферментативную активность (по казеину) трипсина. При длительной термоинактивации в жидкой среде (до 72 ч, Т +37 °С, рН 6,2) хитозан стабилизирует трипсин.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Ванюшенкова Анна Алексеевна, Ханафина Анна Андреевна, Савельева Елизавета Евгеньевна, Бркич Лилиана Любановна, Белов Алексей Алексеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STABILIZATION OF TRIPSIN IMMOBILIZED ON CHITOSANE IN THE PRESENCE OF THERAPEUTIC AGENTS

The effect of various therapeutic agents (miramistin, lidocaine, glycerin, etc.) on pancreatic trypsin (from cattle) in the presence of chitosan was studied. Before the mass ratio of the enzyme: therapeutic agent equal to 50 within the error of the determination (± 10%), the studied preparations do not affect the enzymatic activity (casein) of trypsin. With prolonged thermal inactivation in liquid medium (up to 72 h, T + 37 ° C, pH 6.2), chitosan stabilizes trypsin.

Текст научной работы на тему «СТАБИЛИЗАЦИЯ ТРИПСИНА ИММОБИЛИЗОВАННОГО НА ХИТОЗАНЕ В ПРИСУСТВИИ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ АГЕНТОВ»

УДК 577.15.08+606.61

Ванюшенкова А.А., Ханафина А.А., Савельева Е. Е., Бркич Л.Л., Белов А.А.

СТАБИЛИЗАЦИЯ ТРИПСИНА ИММОБИЛИЗОВАННОГО НА ХИТОЗАНЕ В ПРИСУСТВИИ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ АГЕНТОВ

Ванюшенкова Анна Алексеевна, студент 2-го курса факультета биотехнологии и промышленной экологии; Ханафина Анна Андреевна, студент 3-го курса факультета биотехнологии и промышленной экологии; Савельева Елизавета Евгеньевна, студент 4-го курса факультета биотехнологии и промышленной экологии; Бркич Лилиана Любановна, аспирант кафедры промышленной фармации, институт трансляционной медицины и биотехнологии федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования первый московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (СЕЧЕНОВСКИИ УНИВЕРСИТЕТ), 119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2

Белов Алексей Алексеевич, д.т.н., доцент кафедры биотехнологии, E-mail: ABelov2004@ yandex.ru Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20

Изучено действие различных терапевтических агентов (мирамистин, лидокаин, антиоксиданты, глицерин и др.) на панкреатический трипсин (из КРС) в присутствии хитозана. До массового соотношения фермент:терапевтический агент равного 50 в пределах погрешности определения (±10%) исследованные препараты не влияют на ферментативную активность (по казеину) трипсина. При длительной термоинактивации в жидкой среде (до 72 ч, Т +37 °С, рН 6,2) хитозан стабилизирует трипсин.

Ключевые слова: хитозан, трипсин, термоинактивация, стабилизация, УФ-спектры, мирамистин.

STABILIZATION OF TRIPSIN IMMOBILIZED ON CHITOSANE IN THE PRESENCE OF THERAPEUTIC AGENTS

Vaniushenkova A.A., Khanafina A.A., Savelyeva E.E., Brkich L.L., Belov A.A.*

D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. *e-mail: abelov2004@ yandex.ru

The effect of various therapeutic agents (miramistin, lidocaine, glycerin, etc.) on pancreatic trypsin (from cattle) in the presence of chitosan was studied. Before the mass ratio of the enzyme: therapeutic agent equal to 50 within the error of the determination (± 10%), the studied preparations do not affect the enzymatic activity (casein) of trypsin. With prolonged thermal inactivation in liquid medium (up to 72 h, T + 37 ° C, pH 6.2), chitosan stabilizes trypsin.

Keywords: chitosan, trypsin, thermoinactivation, stabilization, UV spectra, miramistin.

Выбор биополимеров для медицинского препарата - сложная проблема, т.к. создаваемая система должна осуществлять направленную доставку лекарственного вещества к поврежденному участку, обеспечивать его высвобождение в нужный момент и в оптимальном количестве, необходимом для лечения. В настоящее время большое внимание уделяется проблеме придания раневым покрытиям дополнительных лечебных свойств путем введения в перевязочный материал ферментов и иных терапевтических агентов. Многолетний опыт применения протеолитических ферментов, вводимых в чистом виде непосредственно в рану, показал, что такой способ лечения себя не оправдывает: активность протеаз в гнойной ране быстро и резко падает, через 15-20 мин они теряют активность вследствие расщепления тканевыми и сывороточными ингибиторами крови.

Преимущества иммобилизованных форм ферментов над нативными известны, наиболее важные из них -повышение стабильности и уменьшение иммунологической и аллергической реакций

организма за счет понижения способности модифицированного фермента стимулировать образование антител и реагировать с ними. Использование хитозана - природного полимера -обусловлено наличием у него ряда уникальных свойств, таких как биосовместимость, способность к биодеградации с образованием безвредных мономеров, нетоксичность и др. [1-3].

Необходимость изучения процессов

взаимодействия хитозана (Хт) с терапевтическими агентами (ТА) (ТА-это вещества или их комбинации, которые применяются с целью лечения заболевания или в качестве превентивных мер) встает не только при разработке технологии получения тех или иных медицинских препаратов, но и для объяснения возможных механизмов действия созданного средства в организме человека. Причем следует иметь в виду, что хитозановые гели могут применяться как сами по себе, в виде лечебных мазей, или гелей, так и в виде аппликационных форм (при их нанесении на нерастворимые носители)

[2,3].

Нами было изучено влияние на трипсин (Тр) как Хт, так и различных ТА: биоцида - мирамистина (Мир), некоторых антиоксидантов, органических растворителей и лидокаина (Лд) в присутствии и без Хт. На рис. 1,2 представлены УФ спектры бинарных и тройных систем (Тр, Мир, Хт). Аналогичные данные получены и для других систем. Как видно из полученных данных, нет сильного химического взаимодействия между компонентами смеси. Наличие в исследуемом спектре всей совокупности

До массового соотношения фермент : терапевтический агент равного 50 в пределах погрешности определения (±10%) исследованные вещества (мирамистин, лидокаин, хитозан, глицерин, алкилоксибензолы) не влияют на ферментативную активность (по казеину) трипсина.

Как нами было установлено при нахождение в растворе при повышенной температуре многие из изученных препаратов деструктурируют, что отражается в том числе на УФ-Вид спектрах.

полос с совпадающими (с точностью до 1нм) положениями максимумов и значениями максимальных коэффициентов экстинкции (с точностью до 10%) свидетельствует о тождественности исследуемого и сравниваемого соединений. Появление лишних полос или увеличение интенсивности отдельных максимумов может быть вызвано присутствием примесей или наличием межмолекулярных взаимодействий в исследуемом растворе.

Продукты деструкции могут инактивировать использованные ферменты (наиболее лабильный терапевтический агент). Была изучена кинетика термоинактивации Тр (в условиях отсутствия автолиза и ассоциации) в растворе 1/15М фосфатного буфера (рН 6,2) при различных температурах и времени выдерживания, в присутствии и без исследованных веществ. Полученные данные приведены в таблице.

Рис. 1. УФ спектры растворов хитозана (Хт), трипсина (Тр) и мирамистина (Мир)

Рис. 2. УФ спектры растворов хитозана (Хт), трипсина (Тр) и мирамистина (Мир)

Таблица. Величины эффективных констант скорости инактивации (ч-1) исследуемых препаратов при разных температурах, субстрат казеин_____

t, °С 25° 37° 45° 55° 65°

Образец k k k k k

Тр 0,006 0,112 0,325 0,66 2,59

Тр-Мир 0,003 0,042 0,3425 - 1,852

Хт-Тр-Мир 0,006 0,023 0,231 - -

Хт-Тр 0 0,028 0,18 0,63 2,10

Тр-Глицерин (2% в ФБ 6,2) 0,008 0,025 0,269 - -

Хт-Тр-Гл 27:1 (2% в ФБ 6,2) 0 0,031 0,186 - -

Тр-лидокаин - - - - 2,4

В модельных условиях (рН 6,2 и 37°С) исследованные терапевтические агенты могут подвергаться гидролитической деструкции (модификации), что хорошо видно из данных УФ-вид спектроскопии. Это может отражаться на их биологических свойствах. Продукты деструкции не снижают протеолитическую активность трипсина в условиях эксперимента.

Как видно из полученных данных Хт стабилизирует Тр в процессе термоинактивации в растворе (@=кпреп/кТр<1). Совместная инкубация Тр с Мир или продуктами его деструкции стабилизирует протеиназу от инактивации. Соиммобилизованные препараты Мир и ферментов сохраняют свою биоцидность [4].

Список литературы

1. Ефименко Н.А., Лысенко М.В., Стернин Ю.И., Новожилов А.А., Кнорринг Г.Ю

Протеолитические энзимы в хирургии: исторические аспекты и современные представления о применении// Русский медицинский журнал, 2011, №5.-С.368-375.

2. Белов А.А. Разработка промышленных технологий получения новых медицинских материалов на основе модифицированных волокнообразующих полимеров, содержащих биологически активные белковые вещества. Дисс. на соис. ученой степ. доктора технич. наук М.: РХТУ. 2009. С.385.

3. Досадина Э.Э., Бркич Л.Л., Пятигорская Н.В. и др. Использование хитозана в качестве носителя протеиназ и мирамистина для получения ферментсодержащего геля //Бутлеровские сообщения. 2016.Т.48.№10.с.49-59.

4. Савельева Е. Е., Досадина Э. Э., Бркич Л. Л. и др. Хитозансодержащие композиты протеиназ //Хим. пром. сегодня, 2017, №6, с. 32-42.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.