ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ РЯДА ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ИНУЛИНАЗ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Инулиназы различного происхождения расщепляют инулин и другие фруктозосодержащие полимеры до фруктозы, воздействуя на гликозидные связи. Инулиназа (инулаза; 2,1-β-D-фруктан-фруктаногидролаза, КФ 3.2.1.7.) широко распространена среди высших растений и микроорганизмов. Данный фермент может применяться для получения фруктозы из растительного сырья: топинамбура, ге opгина, девясила, цикория, одуванчика, лопуха. Сиропы с высоким содержанием фруктозы, полученные путем ферментативного гидролиза экстpaктов инулинсодержащих растений, могут быть широко использованы в кондитерской промышленности, в лечебном питании больных сахарным диабетом, а также для профилактики кариеса и ожирения.
УСЛОВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
Объектами исследования послужили инулиназы из Aspergillus awamori 2250 и Saccharomyces cerevisiae ВГШ-2 (ВКПМ, Москва). В качестве субстрата для ферментативной реакции применяли инулин (Spofa, Прага).
Фермент экстрагировали из высушенной и измельченной культуры продуцента при 20-25 °С в течение 1,5 ч. Осаждение инулиназ проводили при температуре -4 °С и значении рН 4,0, полученный осадок отделяли центрифугированием, высушивали на воздухе и взвешивали. Содержание белка определяли методом Лоури [5], каталитическую активность измеряли спектрофотометрически на фотоэлектроколориметре КФК-3 (Россия) при помощи реакции Селиванова [2].
Статистическую обработку результатов экспериментов проводили с помощью пакета программ «Statgraphics». Достоверность отличий контрольных и экспериментальных результатов оценивали при помощи t-критерия Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В этой работе нами было изучено влияние различных концентраций этанола и ацетона на эффективность осаждения инулиназы Aspergillus awamori и различных концентраций ацетона и изопропанола на степень очистки инулиназы Saccharomyces cerevisiae. Данные экспериментов (рис. 1 и 2) свидетельствуют о том, что использование этанола и ацетона в диапазоне концентраций 50 %-80 % по-разному отражается на выходе инулиназы Aspergillus awamori и эффективности ее очистки. Максимальный выход фермента наблюдается при концентрации ацетона 65 % и составляет 85 %, что на 5 % больше этой же величины, чем при осаждении этанолом. Более низкие концентрации данного растворителя (50 %), хотя и сохраняют большую активность инулиназы (до 13 ед/мг), но выход энзима при этом оказывается ниже. Более высокие концентрации ацетона (80 %) резко уменьшают ферментативную активность. Таким образом, оптимальной концентрацией ацетона для осаждения инулиназы из поверхностной культуры Aspergillus awamori является 65 %, в этом случае выход фермента и эффективность очистки максимальны.
В следующей серии экспериментов мы исследовали влияние этанола в различных концентрациях на процесс очистки инулиназы Aspergillus awamori. Оказалось, что для осаждения фермента этанолом требуется большая концентрация спирта - 75 %. При этом эффективность очистки максимальна, выход фермента составляет 81 %, а удельная активность оказывается на 7 % ниже этой же величины, чем при использовании оптимальной концентрации ацетона.
Анализируя полученные результаты, мы пришли к выводу, что использование ацетона в концентрации 65 % является наиболее эффективным, рациональным и экономичным. Ацетон обладает меньшим денатурирующим действием, чем этанол, отчасти потому, что требуются более низкие его концентрации для получения фермента. Кроме того, ацетон более летуч, что позволяет легко удалять его из полученного препарата, к тому же он оказывает стабилизирующее действие на белковую молекулу фермента.
Рис. 1. Влияние различных концентраций ацетона на очистку инулиназы Aspergillus awamori
Рис. 2. Влияние различных концентраций этанола на очистку инулиназы Aspergillus awamori
Литературные данные указывают на то, что концентрация ионов водорода в среде может влиять на процесс осаждения ферментов органическими растворителями [1, 3]. В связи с этим, следующая серия экспериментов была посвящена изучению влияния различных значений pH на каталитическую активность инулиназы и степень ее очистки в ходе осаждения ацетоном оптимальной концентрации из поверхностной культуры Aspergillus awamori (рис. 3).
Рис. 3. Влияние различных значений pH на активность инулиназы Aspergillus awamori при осаждении ее ацетоном
Показано, что для выпадение инулиназы в осадок из раствора наиболее перспективным является значение pH 4,0. Данная концентрация ионов водорода, по-видимому, близка к изоэлектрической точке инулиназы из Aspergillus awamori. Известно, что почти все глобулярные белки при значении pH раствора, близком к их изоэлектрической точке, обладают меньшей растворимостью [4], так как в этом случае молекула не несет суммарного заряда и, следовательно, между соседними белковыми глобулами отсутствует электростатическое отталкивание. Поскольку белки, имеющие различные изоэлектрические точки, осаждаются при различных концентрациях ионов водорода в среде, используя оптимальное для осаждения инулиназы значение pH, можно успешно освобождаться от сопутствующих белков в ходе очистки.
Рис. 4. Влияние различных концентраций изопропанола на очистку инулиназы Saccharomyces cerevisiae
Наши исследования показали, что обоими органическими растворителями инулиназа Saccharomyces cerevisiae осаждалась монотонно с последовательным увеличением их концентрации. На рис. 4 и 5 представлены данные о влиянии концентрации изопропанола и ацетона на осаждение инулиназы.
Рис. 5. Влияние различных концентраций ацетона на очистку инулиназы Saccharomyces cerevisiae
Показано, что лучшим осадителем для инулиназы Saccharomyces cerevisiae является изопропанол при содержании его в смеси в объемных соотношениях 1:3,5. В этом случае выход фермента составил 96,7 % при степени очистки 2,21. Самая высокая удельная активность энзима (9,54 ед/мг) получена при концентрации изопропанола 1:4, выход фермента в этом случае достигал 86,4 %.
Максимально возможный выход инулиназы, полученный при использовании ацетона в соотношении 1 объем растворителя на 3 объема экстpaкта составил 86,9 % при степени очистки 1,14.
Таким образом, анализ полученных результатов позволил заключить, что для получения технического препарата инулиназы из продуцентов Aspergillus awamori и Saccharomyces cerevisiae можно успешно использовать любой из указанных органических растворителей (этанол, изопропанол, ацетон) в оптимальных концентрациях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. М.: Мир, 1982. Т. 1-3. 1118 с.
- Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. Методы биохимического исследования растений. Л.: Агропромиздат, 1987. 429 с.
- Тертычная Т. Н. Исследование биосинтеза и некоторых физико-химических свойств инулазы: автореф. дис. канд. биол. наук. ВорГУ. Воронеж, 1994. 24 с.
- Уильямс В., Уильямс Х. Физическая химия для биологов. М.: Мир, 1976. 600 с.
- Lowry O.N., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. // J. Biol. Chem., 1951. - Vol. 193. - P. 265-275.
Статья в формате PDF
117 KB...
02 02 2023 1:54:37
В представленной статье дается попытка разграничения понятия «образовательное прострaнcтво» на основе анализа имеющихся дефиниций и примере формирования целостного образовательного прострaнcтва в профессиональном образовательном учреждении, интегрирующем его начальный, средний и высший уровни.
...
31 01 2023 11:20:19
Статья в формате PDF
113 KB...
30 01 2023 4:54:52
Статья в формате PDF
121 KB...
29 01 2023 15:24:10
Статья в формате PDF
149 KB...
27 01 2023 1:25:10
Статья в формате PDF
105 KB...
26 01 2023 2:31:38
Статья в формате PDF
114 KB...
25 01 2023 6:18:30
В западных предгорьях Алтая скважинами вскрыты погребенные долины, выполненные верхнеолигоцен-нижнемиоценовым аллювием. Литологические, минералогические, геохимические особенности этих отложений и спорово-пыльцевые спектры свидетельствуют об их накоплении, и формировании долин в условиях влажного умеренно теплого климата со среднегодовыми положительными температурами не ниже +3 °С и годовым количеством осадков не менее 800 мм. В это время здесь, в ныне самом засушливом районе Алтая со среднегодовым количеством осадков 200 мм, были развиты ландшафты хвойно-широколиственных и листопадных лесов тургайского типа с участием отдельных теплолюбивых субтропических элементов.
...
24 01 2023 2:31:37
В рамках решения задачи развития интеллектуальных способностей одарённых детей сегодня отчётливо просматриваются факторы риска. Значимыми факторами риска являются неудовлетворение потребностей определённых групп детей в питании, распространение среди подрастающего поколения вредных привычек, стресс, изменяющиеся условия окружающей природной среды.
...
23 01 2023 21:27:10
Статья в формате PDF
299 KB...
22 01 2023 8:24:14
Статья в формате PDF
110 KB...
21 01 2023 13:40:24
Статья в формате PDF
102 KB...
20 01 2023 23:50:10
На модели экспериментального инфаркта миокарда у крыс на фоне введения препарата лонголайф-IBMED изучены изменения ЭКГ и частоты сердечных сокращений (через 1 час и через 7 суток). Показано, что испытуемый препарат обладает противоишемическим действием, улучшает коронарный кровоток в постинфарктный период, достоверно повышает выживаемость животных.
...
19 01 2023 21:45:35
Статья в формате PDF
112 KB...
18 01 2023 15:10:40
Статья в формате PDF
120 KB...
16 01 2023 2:58:11
Статья в формате PDF
105 KB...
15 01 2023 9:48:10
Статья в формате PDF
116 KB...
14 01 2023 1:16:59
Статья в формате PDF
129 KB...
13 01 2023 21:37:23
Статья в формате PDF
270 KB...
12 01 2023 6:28:35
Статья в формате PDF
135 KB...
11 01 2023 12:22:57
Статья в формате PDF
88 KB...
10 01 2023 2:54:25
В экспериментальных стресс-моделях на крысах при использовании блокатора D2–рецепторов галоперидолом, исследовался уровень участия дофаминергической системы мозга и зависимость психотропных эффектов аспирина, ацетилсалицилатов цинка (АСЦ) и кобальта (АСК). В ходе работы был получен весомый аргумент в пользу того, что антидепрессантный эффект исследованных салицилатов в значительной мере реализуется через дофаминергическую систему мозга.
...
09 01 2023 15:12:48
Статья в формате PDF
140 KB...
08 01 2023 16:36:49
Статья в формате PDF
116 KB...
07 01 2023 7:39:35
Статья в формате PDF
528 KB...
06 01 2023 3:35:13
Статья в формате PDF
115 KB...
05 01 2023 22:52:35
Статья в формате PDF
210 KB...
04 01 2023 19:32:47
Статья в формате PDF
314 KB...
02 01 2023 13:58:38
Статья в формате PDF
114 KB...
01 01 2023 9:15:37
Статья в формате PDF
303 KB...
31 12 2022 15:32:43
Статья в формате PDF
121 KB...
30 12 2022 2:44:20
Статья в формате PDF
114 KB...
29 12 2022 13:51:18
Статья в формате PDF
289 KB...
28 12 2022 21:15:20
Статья в формате PDF
103 KB...
27 12 2022 16:20:53
Статья в формате PDF
105 KB...
26 12 2022 22:13:45
Статья в формате PDF
235 KB...
25 12 2022 16:52:24
Статья в формате PDF
395 KB...
23 12 2022 15:43:31
Статья в формате PDF
115 KB...
22 12 2022 19:31:58
Статья в формате PDF
115 KB...
21 12 2022 15:29:26
Статья в формате PDF 217 KB...
20 12 2022 22:28:35
Статья в формате PDF
89 KB...
19 12 2022 20:32:44
Статья в формате PDF
115 KB...
18 12 2022 15:40:54
В статье приведены результаты исследований величин защитных пленок смaзoчно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при обработке деталей уплотненным абразивом. При исследовании толщины адсорбционной пленки адсорбцию выражали через молярно – объемные концентрации поверхностно-активных веществ (ПАВ) в растворе абразивной суспензии до и после обработки на экспериментальном стенде камерного типа. Полученные значения величин защитных пленок, необходимы для оценки интенсивности обработки поверхности детали выступами микрорельефа абразивного зерна.
...
17 12 2022 5:40:52
Статья в формате PDF
298 KB...
16 12 2022 12:55:17
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
