Расчет некоторых равновесных параметров и термодинамических характеристик сорбции при иммобилизации папаина на волокнистых носителях
Аннотация
Разработка и внедрение иммобилизованных препаратов ферментов является актуальным и перспективным направлением в современной фармацевтической практике. Лекарственные формы, в состав которых входит протеолитический фермент папаин (КФ 3.4.22.2), обладают противовоспалительным и регенерирующим действием и эффективны для лечения нарушений кожного покрова. В данной работе рассматриваются условия получения иммобилизованных препаратов папаина с применением в качестве носителей волокнистых полиэлектролитов на основе полипропилен-стирол-дивинилбензольной матрицы: слабокислотного катионообменника К-4 и высокоосновного анионообменника А-1.
Адсорбционную иммобилизацию проводили при температурах 293±2К, 313±2К с использованием метода переменных концентраций в интервале 0.2-5.0∙10-2 ммоль/дм3, рН 6.5. Выявлено, что фиксация белка на волокнах при температуре 313±2К описывается моделью Ленгмюра. Анализ экспериментально полученных изотерм сорбции папаина при 293±2К показал, что с увеличением концентрации папаина во внешнем растворе процесс адсорбции обусловлен преимущественно взаимодействием в фазе носителя белковых макромолекул. Образование полимолекулярных слоев фермента описывается уравнением Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ). Наиболее значимый вклад в полную сорбционную емкость волокнистых носителей вносит физическая сорбция. Сделано предположение, что при этом имеет место формирование супрамолекулярных структур в виде ассоциатов белка. Каталитическая активность гетерогенных биокатализаторов при рН 6.5 составляет 47-87% от ферментативной активности растворимого папаина.
Проведен расчет равновесных параметров сорбции белка рассматриваемыми носителями (констант, характеризующих взаимодействия папаин-волокнистый носитель, папаин-папаин) и некоторых термодинамических характеристик исследуемого процесса иммобилизации (свободной энергии Гиббса, энтальпии, энтропии). Экспериментально подтверждена возможность применения данного способа иммобилизации папаина на волокнистых сорбентах.
Скачивания
Литература
Blednov A.V., Bulletin of Pharmacy, 2005; 27(1): 9-17. (In Russ.)
Bunyatyan N.D., Zainkova N.V., Mu-rav'eva T.I., Omel'yanova A.P., Glazova N.V. Fundamental research, 2015; 2: 514-517. (In Russ.)
Biotekhnologiya, Yu.O. Sazykin, S.N. Orekhov, I.I.Chakaleva; pod red. A.V. Kat-linskogo. M.: Academy, 2008, 256 p. (In Russ.)
Murashkin N.N., Epishev R.V., Materi-kin A.I., Ambarchyan E.T., Opryatin L.A., Ivanov R.A., Issues of modern pediatrics, 2020; 19(6): 420-431. https://doi.org/10.15690/vsp.v19i6.2143 (In Russ.)
Matiev O., Belov A.A., Advances in chemistry and chemical technology, 2021; 35(12): 117-119. (In Russ.)
Pendzhiev A.M., Abdullaev A., Scientific review. Medical science, 2017; 1: 57-72. (In Russ.)
Misas - Villamil J.C., van- der Hoorn R.A., Doehlemann G New Phytol., 2016; 212(4): 902-907. https://doi.org/10.1111/nph.14117
Gorlenko L.E., Emel'yanova G.I., Zverev M.P., Lunin V.V. Patent RF, no. 2054481, 1996. (In Russ.)
Holyavka M.G., Artyuhov V.G., Koroleva V.A. Patent RF, no. 2677873, 2019. (In Russ.)
Horunzhina S.I., Shamolina I.I., Hohlo-va V.A., Vol'f L.A., Applied Chemistry and Microbiology, 1978; 29 (1): 11-14. (In Russ.)
Polikarpov A.P., Shunkevich A.A., Grachek V.I., Medyak G.V., Russian Chemical Journal, 2015; 59(3): 102-11. (In Russ.)
Selemenev V.F., Slavinskaja G.V., Hohlov V.Ju., Ivanov V.A., Gorshkov V.I., Timofeevskaja V.D. Praktikum po ionnomu obmenu. Voronezh, Voronezh University Pub-lishing House, 2004, 160 p. (In Russ.)
Lowry O.N., Rosebrough N.J., Faar A.L., Randall R.J., J. Biol. Chem., 1951; 193: 265-275.
Kunitz M., Gen Physiol., 1947; 30(4): 291-310. https://doi.org/10.1085/jgp.30.4.291
Shkutina I.V., Stoyanova O.F., Sele-menev V.F., Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy, 2017; 17(2): 285-290. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2017.17/382 (In Russ.)
Shkutina I.V., Stoyanova O.F., Sele-menev V.F., Journal of Applied Chemistry, 2005; 78(6): 1003-1005. (In Russ.)
Holyavka M.G., Dubovickaya A.N., Sakibaev F.A., Shkutina I.V., Mironenko N.V., Selemenev V.F., Artyuhov V.G., Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy, 2020; 20(4): 523-538. (In Russ.)
Fridrihsberg D.A. Kurs kolloidnoj himii. St. Petersburg: Lan, 2010, 416 p. (In Russ.)
Ebadi A., Soltan Mohammadzadeh J.S., Khudiev A., Adsorption, 2009; 15: 65-73. https://doi.org/10.1007/s10450-009-9151-3
Civadze A.Yu., Rusanov A.I., Fomkin A.A., Voloshchuk A.M., Tovbin Yu.K. Fizi-cheskaya himiya adsorbcionnyh yavlenij. M.: Border, 2011. 304 p. (In Russ.)
Zinov'ev E.V., Asadulaev M.S., Komis-sarov I.A., Shemet M.V., Yudin V.E., Stoyanovskij R.G., Smirnova N.V., Shabunin A.S., Luk'yanov S.A., Shalonya T.A., Kryukov A.E., Arcimovich I.V., Kostyakov D.V., Pedi-atr, 2017; 8(3): 23-31. https://doi.org/10.17816/PED8323-31 (In Russ.)
Semiglazov A.V., Zinov'ev E.V., Kostyakov D.V., Soloshenko V.V., Krylov P.K., Zavorotnij O.O., Russian biomedical research, 2023; 8(1): 32-36. https://doi.org/10.56871/RBR.2023.51.81.005 (In Russ.)
Konstantinova M.V., Hajcev N. V., Kravcova A. A., Balashov L. D., Pediatr, 2015; 6(2): 85-95. (In Russ.)
