vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biologyvestnik-bio-msu-1164Research ArticleОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕRESEARCH ARTICLEПротеолитические ферменты микромицетов рода Aspergillus, гидролизующие фибриллярные белки, для биомедицины и биотехнологических процессовAspergillus proteolytic enzymes hydrolyzing fibrillar proteins for biomedicine and biotechnological processhttps://orcid.org/0000-0003-2963-4368ТиморшинаС. Н.TimorshinaS. N.

Тиморшина Светлана Наильевна – мл. науч. сотр. кафедры микробиологии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12Тел.: 8-495-939-30-33

Department of Microbiology, Faculty of Biology

1–12 Leninskie gory, Moscow, 119234

timorshina.svetlana@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0334-4234ПоповаЕ. А.PopovaE. A.

Попова Елизавета Андреевна – канд. биол. наук, науч. сотр. кафедры микробиологии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12Тел.: 8-495-939-30-33

Department of Microbiology, Faculty of Biology

1–12 Leninskie gory, Moscow, 119234

e.a.popova1994@gmail.comГалиакбероваА. А.GaliakberovaA. A.

Галиакберова Аделя Альбертовна – аспирант кафедры клеточной биологии и гистологии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12Тел.: 8-495-939-30-33

Department of Microbiology, Faculty of Biology

1–12 Leninskie gory, Moscow, 119234

adgaliakberova@gmail.comОчневаА. Г.OchnevaA. G.

Очнева Александра Генадьевна – инженер-лаборант кафедры микробиологии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12Тел.: 8-495-939-30-33

Department of Microbiology, Faculty of Biology

1–12 Leninskie gory, Moscow, 119234

aleksochneva@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6672-0551ОсмоловскийА. А.OsmolovskiyA. A.

Осмоловский Александр Андреевич – канд. биол. наук, доцент кафедры микробиологии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12Тел.: 8-495-939-30-33

Department of Microbiology, Faculty of Biology

1–12 Leninskie gory, Moscow, 119234

aosmol@mail.ruМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202220082022773195200Copyright © Тиморшина С.Н., Попова Е.А., Галиакберова А.А., Очнева А.Г., Осмоловский А.А., 20222022Тиморшина С.Н., Попова Е.А., Галиакберова А.А., Очнева А.Г., Осмоловский А.А.Timorshina S.N., Popova E.A., Galiakberova A.A., Ochneva A.G., Osmolovskiy A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/1164

Фибриллярные белки играют значительную роль в функционировании живых организмов, а в последнее время к ним обращено большое внимание как к мишеням при терапии и диагностике различных заболеваний, субстратам для производства биополимеров, а также промышленно значимым белкам, играющим важную роль при производстве текстильных изделий и продуктов питания. Для реализации развития этих направлений необходимы методы гидролиза и обработки фибриллярных белков, наиболее перспективные из которых – применение протеолитических ферментов. Было изучено 11 ферментных препаратов, полученных при культивировании микромицетов рода Aspergillus с последующими высаливанием и диализом внеклеточных белков и содержащих от 1 до 10 белков, на способность гидролизовать фибриллярные белки: коллаген, кератин, фибрин и эластин. Протеолитические ферменты культур A. alliaceus 7dN1, A. clavatus A16 и A. ustus 1 показали активность, сопоставимую с активностью коммерческого препарата «Террилитин», используемого при раневой терапии, или выше. Ферментный препарат A. fumigatus D1 также проявил высокую фибринолитическую активность.

Fibrillar proteins play a significant role in the living organisms functioning, and recently much attention has been paid to them as targets in the therapy and diagnosis of various diseases, substrates for the biopolymers production, as well as industrially important proteins that are key agents in the textile and food manufacture. To implement the development of these directions, fibrillar proteins hydrolysis and processing methods are needed, the most promising of which is the use of proteolytic enzymes. 11 enzyme preparations obtained by cultivation of micromycetes belong to the genus Aspergillus and containing from 1 to 10 proteins were studied for the ability to hydrolyze fibrillar proteins: collagen, keratin, fibrin and elastin. The proteolytic enzymes of A. alliaceus 7dN1, A. clavatus A16, and A. ustus 1 showed an activity comparable to or higher than that of the commercial preparation Terrilitin used in wound therapy. The A. fumigatus D1 enzyme preparation also showed high level of fibrinolytic activity.

протеазыфибриллярные белкиколлагеназыкератиназыфибринолитические ферментыэластазыAspergillusproteasesfibrillar proteinscollagenaseskeratinasesfibrinolytic enzymeselastasesAspergillusРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 22-24-00674).The research was funded by Russian Science Foundation, project number 22-24-00674. The studies were performed without the use of animals and without involving people as subjects. The authors declare no conflict of interest.ReferencesYeo J., Jung G., Tarakanova A., Martín-Martínez F.J., Qin Z., Cheng Y., Zhang Y.W., Buehler M.J. Multiscale modeling of keratin, collagen, elastin and related human diseases: Perspectives from atomistic to coarse-grained molecular dynamics simulations // Extreme Mech. Lett. 2021. Vol. 20. P. 112–124.Yeo J., Jung G., Tarakanova A., Martín-Martínez F.J., Qin Z., Cheng Y., Zhang Y.W., Buehler M.J. Multiscale modeling of keratin, collagen, elastin and related human diseases: Perspectives from atomistic to coarse-grained molecular dynamics simulations // Extreme Mech. Lett. 2021. Vol. 20. P. 112–124.Sweeney S.M., Orgel J.P., Fertala A., McAuliffe J.D., Turner K.R., Di Lullo G.A., Barnes A.M., Marini J.C., San Antonio J.D. Candidate cell and matrix interaction domains on the collagen fibril, the predominant protein of vertebrates // J. Biol. Chem. 2008. Vol. 283. N 30. P. 21187–21197.Sweeney S.M., Orgel J.P., Fertala A., McAuliffe J.D., Turner K.R., Di Lullo G.A., Barnes A.M., Marini J.C., San Antonio J.D. Candidate cell and matrix interaction domains on the collagen fibril, the predominant protein of vertebrates // J. Biol. Chem. 2008. Vol. 283. N 30. P. 21187–21197.Schweizer J., Bowden P.E., Coulombe P.A., Langbein L., Lane E.B., Magin T.M., Maltais L., Omary M.B., Parry D.A.D., Rogers M.A., Wright M.W. New consensus nomenclature for mammalian keratins // J. Cell Biol. 2006. Vol. 174. N 2. P. 169–174.Schweizer J., Bowden P.E., Coulombe P.A., Langbein L., Lane E.B., Magin T.M., Maltais L., Omary M.B., Parry D.A.D., Rogers M.A., Wright M.W. New consensus nomenclature for mammalian keratins // J. Cell Biol. 2006. Vol. 174. N 2. P. 169–174.Libby P., Bonow R.O., Mann D.L., Tomaselli G.F., Bhatt D., Solomon S.D., Braunwald E. Braunwald’s heart disease-e-book: A textbook of cardiovascular medicine. Elsevier, 2021. 2032 pp.Libby P., Bonow R.O., Mann D.L., Tomaselli G.F., Bhatt D., Solomon S.D., Braunwald E. Braunwald’s heart disease-e-book: A textbook of cardiovascular medicine. Elsevier, 2021. 2032 pp.Chen N.C., Srinivasan R.C., Shauver M.J., Chung K.C. A systematic review of outcomes of fasciotomy, aponeurotomy, and collagenase treatments for Dupuytren’s contracture // Hand. 2011. Vol. 6. N 3. P. 250–255.Chen N.C., Srinivasan R.C., Shauver M.J., Chung K.C. A systematic review of outcomes of fasciotomy, aponeurotomy, and collagenase treatments for Dupuytren’s contracture // Hand. 2011. Vol. 6. N 3. P. 250–255.Erdeve O., Atasay B., Arsan S. Collagenase application for amputation in a preterm // Pediatr. Dermatol. 2007. Vol. 24. N 2. P. 195–196.Erdeve O., Atasay B., Arsan S. Collagenase application for amputation in a preterm // Pediatr. Dermatol. 2007. Vol. 24. N 2. P. 195–196.Hassan M.A., Abol-Fotouh D., Omer A.M., Tamer T.M., Abbas E. Comprehensive insights into microbial keratinases and their implication in various biotechnological and industrial sectors: A review // Int. J. Biol. Macromol. 2020. Vol. 154. P. 567–583.Hassan M.A., Abol-Fotouh D., Omer A.M., Tamer T.M., Abbas E. Comprehensive insights into microbial keratinases and their implication in various biotechnological and industrial sectors: A review // Int. J. Biol. Macromol. 2020. Vol. 154. P. 567–583.Kumar J., Singh I., Kushwaha R.K.S. Keratinophilic fungi: Diversity, environmental and biotechnological implications // Progress in Mycology / Eds. T. Satyanarayana, S.K. Deshmukh, and M.V. Deshpande. Singapore: Springer, 2021. P. 419–436.Kumar J., Singh I., Kushwaha R.K.S. Keratinophilic fungi: Diversity, environmental and biotechnological implications // Progress in Mycology / Eds. T. Satyanarayana, S.K. Deshmukh, and M.V. Deshpande. Singapore: Springer, 2021. P. 419–436.Popova E.A., Kreyer V.G., Komarevtsev S.K., Shabunin S.V., Osmolovskiy A.A. Properties of extracellular proteinase of the micromycete Aspergillus ustus 1 and its high activity during fibrillary-proteins hydrolysis // Appl. Biochem. Microbiol. 2021. Vol. 57. N 2. P. 200–205.Popova E.A., Kreyer V.G., Komarevtsev S.K., Shabunin S.V., Osmolovskiy A.A. Properties of extracellular proteinase of the micromycete Aspergillus ustus 1 and its high activity during fibrillary-proteins hydrolysis // Appl. Biochem. Microbiol. 2021. Vol. 57. N 2. P. 200–205.Kate S., Pethe A. Study of collagenase production by Penicillium sp. isolated from deteriorated leather sample // J. Adv. Sci. Res. 2022. Vol. 13. N 01. P. 227–234.Kate S., Pethe A. Study of collagenase production by Penicillium sp. isolated from deteriorated leather sample // J. Adv. Sci. Res. 2022. Vol. 13. N 01. P. 227–234.Cardoso K.B.B., Nascimento M.C., Batista A.C., de Melo Oliveira V., Nascimento T.P., da Silva Batista J.M., Costa R.M.P.B., Pastrana L., Porto A.L.F. Systematic analysis on the obtaining of fibrinolytic fungi enzymes // Res., Soc. Dev. 2022. Vol. 11. N 2: e13611225449.Cardoso K.B.B., Nascimento M.C., Batista A.C., de Melo Oliveira V., Nascimento T.P., da Silva Batista J.M., Costa R.M.P.B., Pastrana L., Porto A.L.F. Systematic analysis on the obtaining of fibrinolytic fungi enzymes // Res., Soc. Dev. 2022. Vol. 11. N 2: e13611225449.Звонарева Е.С., Осмоловский А.А., Крейер В.Г., Баранова Н.А., Котова И.Б., Егоров Н.С. Продукция протеиназ с плазминоподобной и активирующей прекалликреин активностью микромицетом Aspergillus terreus // Прикл. биохим. микробиол. 2018. Т. 54. № 2. С. 195–200.Звонарева Е.С., Осмоловский А.А., Крейер В.Г., Баранова Н.А., Котова И.Б., Егоров Н.С. Продукция протеиназ с плазминоподобной и активирующей прекалликреин активностью микромицетом Aspergillus terreus // Прикл. биохим. микробиол. 2018. Т. 54. № 2. С. 195–200.Попова Е.А., Осмоловский А.А., Крейер В.Г., Котова И.Б., Егоров Н.С. Продукция штаммом Аspergillus ustus протеиназ, высокоактивных в отношении фибриллярных белков // Микол. фитопатол. 2019. Т. 53. № 4. C. 229–235.Попова Е.А., Осмоловский А.А., Крейер В.Г., Котова И.Б., Егоров Н.С. Продукция штаммом Аspergillus ustus протеиназ, высокоактивных в отношении фибриллярных белков // Микол. фитопатол. 2019. Т. 53. № 4. C. 229–235.Osmolovskiy A.A., Schmidt L., Orekhova A.V., Komarevtsev S.K., Kreyer V.G., Shabunin S.V., Egorov N.S. Action of extracellular proteases of Aspergillus flavus and Aspergillus ochraceus micromycetes on plasma hemostasis proteins // Life. 2021. Vol. 11. N 8: 782.Osmolovskiy A.A., Schmidt L., Orekhova A.V., Komarevtsev S.K., Kreyer V.G., Shabunin S.V., Egorov N.S. Action of extracellular proteases of Aspergillus flavus and Aspergillus ochraceus micromycetes on plasma hemostasis proteins // Life. 2021. Vol. 11. N 8: 782.Osmolovskiy A.A., Schmidt L., Orekhova A.V., Kreyer V.G., Baranova N.A., Egorov N.S. Effect of proteinase from Aspergillus fumigatus on blood plasma proteins // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2021. Vol. 76. N 2. P. 71–76.Osmolovskiy A.A., Schmidt L., Orekhova A.V., Kreyer V.G., Baranova N.A., Egorov N.S. Effect of proteinase from Aspergillus fumigatus on blood plasma proteins // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2021. Vol. 76. N 2. P. 71–76.Smith P.K., Krohn R.I., Hermanson G.T., Mallia A.K., Gartner F.H., Provenzano M.D., Fujimoto E.K., Goeke N.M., Olson B.J., Klenk D.C. Measurement of protein using bicinchoninic acid // Anal. Biochem. 1985. Vol. 150. N 1. P. 76–85.Smith P.K., Krohn R.I., Hermanson G.T., Mallia A.K., Gartner F.H., Provenzano M.D., Fujimoto E.K., Goeke N.M., Olson B.J., Klenk D.C. Measurement of protein using bicinchoninic acid // Anal. Biochem. 1985. Vol. 150. N 1. P. 76–85.Фокичев Н.С., Корниенко Е.И., Шаркова Т.С., Крейер В.Г., Осмоловский А.А. Тромболитическая активность и свойства препарата протеиназ, образуемых микромицетом Tolypocladium inflatum k1 // Микол. фитопатол. 2021. Т. 55. № 6. С. 449–456.Фокичев Н.С., Корниенко Е.И., Шаркова Т.С., Крейер В.Г., Осмоловский А.А. Тромболитическая активность и свойства препарата протеиназ, образуемых микромицетом Tolypocladium inflatum k1 // Микол. фитопатол. 2021. Т. 55. № 6. С. 449–456.Kothary M.H., Chase T. Jr., Macmillan J.D. Correlation of elastase production by some strains of Aspergillus fumigatus with ability to cause pulmonary invasive aspergillosis in mice // Infect. Immun. 1984. Vol. 43. N 1. P. 320–325.Kothary M.H., Chase T. Jr., Macmillan J.D. Correlation of elastase production by some strains of Aspergillus fumigatus with ability to cause pulmonary invasive aspergillosis in mice // Infect. Immun. 1984. Vol. 43. N 1. P. 320–325.Tamura Y., Suzuki S., Sawada T. Role of elastase as a virulence factor in experimental Pseudomonas aeruginosa infection in mice // Microb. Pathog. 1992. Vol. 12. N 3. P. 237–244.Tamura Y., Suzuki S., Sawada T. Role of elastase as a virulence factor in experimental Pseudomonas aeruginosa infection in mice // Microb. Pathog. 1992. Vol. 12. N 3. P. 237–244.Khosravi A.R., Mahdavi Omran S., Shokri H., Lotfi A., Moosavi Z. Importance of elastase production in development of invasive aspergillosis // J. Mycol. Med. 2012. Vol. 22. N 2. P. 167–172.Khosravi A.R., Mahdavi Omran S., Shokri H., Lotfi A., Moosavi Z. Importance of elastase production in development of invasive aspergillosis // J. Mycol. Med. 2012. Vol. 22. N 2. P. 167–172.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.