Proteolytic Activity of Bacillus Strains Isolated from Soil of Rice Agrocenosis

Proteolytic Activity of Bacillus Strains Isolated from Soil of Rice Agrocenosis

Microorganisms are the most common sources of commercial enzymes due to their physiological and biochemical properties, facile culture conditions, and ease of cell manipulation. Among microbial enzymes, proteases are ubiquitous in nature and have been found in all living forms encompassing the eukar...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2023
Main Authors: Gudzenko, O.V., Varbanets, L.D., Avdiyuk, K.V., Pasichnyk, L.А., Гудзенко, O.В., Варбанець, Л.Д., Авдіюк, K.В., Пасічник, Л.А.
Format: Article
Language:English
Published: PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2023
Online Access:https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/123
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Microbiological Journal

Institution

Microbiological Journal
id oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-123
record_format ojs
institution Microbiological Journal
baseUrl_str
datestamp_date 2023-12-21T18:21:10Z
collection OJS
language English
topic_facet Bacillus sp.
proteolytic activity
disulfide reductase activity
Bacillus sp.
протеолітична активність
дисульфідредуктазна активність
format Article
author Gudzenko, O.V.
Varbanets, L.D.
Avdiyuk, K.V.
Pasichnyk, L.А.
Гудзенко, O.В.
Варбанець, Л.Д.
Авдіюк, K.В.
Пасічник, Л.А.
spellingShingle Gudzenko, O.V.
Varbanets, L.D.
Avdiyuk, K.V.
Pasichnyk, L.А.
Гудзенко, O.В.
Варбанець, Л.Д.
Авдіюк, K.В.
Пасічник, Л.А.
Proteolytic Activity of Bacillus Strains Isolated from Soil of Rice Agrocenosis
author_facet Gudzenko, O.V.
Varbanets, L.D.
Avdiyuk, K.V.
Pasichnyk, L.А.
Гудзенко, O.В.
Варбанець, Л.Д.
Авдіюк, K.В.
Пасічник, Л.А.
author_sort Gudzenko, O.V.
title Proteolytic Activity of Bacillus Strains Isolated from Soil of Rice Agrocenosis
title_short Proteolytic Activity of Bacillus Strains Isolated from Soil of Rice Agrocenosis
title_full Proteolytic Activity of Bacillus Strains Isolated from Soil of Rice Agrocenosis
title_fullStr Proteolytic Activity of Bacillus Strains Isolated from Soil of Rice Agrocenosis
title_full_unstemmed Proteolytic Activity of Bacillus Strains Isolated from Soil of Rice Agrocenosis
title_sort proteolytic activity of bacillus strains isolated from soil of rice agrocenosis
title_alt Протеолітична активність штамів Bacillus, ізольованих з ґрунту агроценозу рису
description Microorganisms are the most common sources of commercial enzymes due to their physiological and biochemical properties, facile culture conditions, and ease of cell manipulation. Among microbial enzymes, proteases are ubiquitous in nature and have been found in all living forms encompassing the eukaryotes like plants, animals, fungi, and protists as well as the prokaryotic domains of bacteria and archaea. Proteases are the most important for the industry and constitute approximately 60% of the total industrial enzyme market. Among the bacteria, the genus Bacillus has a very prominent place in terms of the commercial production of proteases. Earlier from the water and bottom sediments of the Black Sea, we have isolated a number of producers of proteolytic enzymes from Bacillus species. The aim of this work was to investigate the ability of representatives of a number of soil bacilli species to synthesize enzymes that hydrolyze such protein substrates as elastin, fibrin, fibrinogen, and keratin. Methods. The objects of the study were 8 cultures (KS 1 — KS 8) isolated from the soil of the rice agrocenosis. Cultures were grown under conditions of deep cultivation at 28 °С, with a mixing speed of for the nutrient medium of 230 rpm for 4 days. Methods of determining proteolytic (caseinolytic, elastolytic, fibrinolytic, fibrinogenolytic, and keratinase) activity in the culture liquid supernatant were used. Disulfide reductase activity was measured spectrophotometrically at 412 nm by evaluating the yellow sulfide formed during the reduction of 5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid) (DTNB). Results. The study of the spectrum of proteolytic activities of 8 freshly isolated strains showed that only KS 6 under experimental conditions did not show the ability to hydrolyze any of the studied substrates (casein, elastin, fibrin, fibrinogen, and keratin). Strains KS 1, KS 2, KS 7, and KS 8 showed higher levels of activity compared to other strains studied. The most interesting for further research are: І) strain KS 1, which showed the highest fibrinolytic activity, ІІ) strain KS 2 as the most effective producer with elastase and fibrinogenolytic activity, III) KS 7 and KS 8, which simultaneously showed the highest rates as keratinase (7 U/mL and 9 U/mL) and sulfate reductase (33 μmol/min and 31 μmol/min) activity, respectively. Conclusions. According to the catalytic properties, a number of representatives of Bacillus, isolated from the soil of the rice agrocenosis may be promising for further research as an enzyme producer with proteolytic activity.
publisher PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine
publishDate 2023
url https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/123
work_keys_str_mv AT gudzenkoov proteolyticactivityofbacillusstrainsisolatedfromsoilofriceagrocenosis
AT varbanetsld proteolyticactivityofbacillusstrainsisolatedfromsoilofriceagrocenosis
AT avdiyukkv proteolyticactivityofbacillusstrainsisolatedfromsoilofriceagrocenosis
AT pasichnykla proteolyticactivityofbacillusstrainsisolatedfromsoilofriceagrocenosis
AT gudzenkoov proteolyticactivityofbacillusstrainsisolatedfromsoilofriceagrocenosis
AT varbanecʹld proteolyticactivityofbacillusstrainsisolatedfromsoilofriceagrocenosis
AT avdíûkkv proteolyticactivityofbacillusstrainsisolatedfromsoilofriceagrocenosis
AT pasíčnikla proteolyticactivityofbacillusstrainsisolatedfromsoilofriceagrocenosis
AT gudzenkoov proteolítičnaaktivnístʹštamívbacillusízolʹovanihzgruntuagrocenozurisu
AT varbanetsld proteolítičnaaktivnístʹštamívbacillusízolʹovanihzgruntuagrocenozurisu
AT avdiyukkv proteolítičnaaktivnístʹštamívbacillusízolʹovanihzgruntuagrocenozurisu
AT pasichnykla proteolítičnaaktivnístʹštamívbacillusízolʹovanihzgruntuagrocenozurisu
AT gudzenkoov proteolítičnaaktivnístʹštamívbacillusízolʹovanihzgruntuagrocenozurisu
AT varbanecʹld proteolítičnaaktivnístʹštamívbacillusízolʹovanihzgruntuagrocenozurisu
AT avdíûkkv proteolítičnaaktivnístʹštamívbacillusízolʹovanihzgruntuagrocenozurisu
AT pasíčnikla proteolítičnaaktivnístʹštamívbacillusízolʹovanihzgruntuagrocenozurisu
first_indexed 2025-07-17T12:21:06Z
last_indexed 2025-07-17T12:21:06Z
_version_ 1850410599884783616
spelling oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-1232023-12-21T18:21:10Z Proteolytic Activity of Bacillus Strains Isolated from Soil of Rice Agrocenosis Протеолітична активність штамів Bacillus, ізольованих з ґрунту агроценозу рису Gudzenko, O.V. Varbanets, L.D. Avdiyuk, K.V. Pasichnyk, L.А. Гудзенко, O.В. Варбанець, Л.Д. Авдіюк, K.В. Пасічник, Л.А. Bacillus sp. proteolytic activity disulfide reductase activity Bacillus sp. протеолітична активність дисульфідредуктазна активність Microorganisms are the most common sources of commercial enzymes due to their physiological and biochemical properties, facile culture conditions, and ease of cell manipulation. Among microbial enzymes, proteases are ubiquitous in nature and have been found in all living forms encompassing the eukaryotes like plants, animals, fungi, and protists as well as the prokaryotic domains of bacteria and archaea. Proteases are the most important for the industry and constitute approximately 60% of the total industrial enzyme market. Among the bacteria, the genus Bacillus has a very prominent place in terms of the commercial production of proteases. Earlier from the water and bottom sediments of the Black Sea, we have isolated a number of producers of proteolytic enzymes from Bacillus species. The aim of this work was to investigate the ability of representatives of a number of soil bacilli species to synthesize enzymes that hydrolyze such protein substrates as elastin, fibrin, fibrinogen, and keratin. Methods. The objects of the study were 8 cultures (KS 1 — KS 8) isolated from the soil of the rice agrocenosis. Cultures were grown under conditions of deep cultivation at 28 °С, with a mixing speed of for the nutrient medium of 230 rpm for 4 days. Methods of determining proteolytic (caseinolytic, elastolytic, fibrinolytic, fibrinogenolytic, and keratinase) activity in the culture liquid supernatant were used. Disulfide reductase activity was measured spectrophotometrically at 412 nm by evaluating the yellow sulfide formed during the reduction of 5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid) (DTNB). Results. The study of the spectrum of proteolytic activities of 8 freshly isolated strains showed that only KS 6 under experimental conditions did not show the ability to hydrolyze any of the studied substrates (casein, elastin, fibrin, fibrinogen, and keratin). Strains KS 1, KS 2, KS 7, and KS 8 showed higher levels of activity compared to other strains studied. The most interesting for further research are: І) strain KS 1, which showed the highest fibrinolytic activity, ІІ) strain KS 2 as the most effective producer with elastase and fibrinogenolytic activity, III) KS 7 and KS 8, which simultaneously showed the highest rates as keratinase (7 U/mL and 9 U/mL) and sulfate reductase (33 μmol/min and 31 μmol/min) activity, respectively. Conclusions. According to the catalytic properties, a number of representatives of Bacillus, isolated from the soil of the rice agrocenosis may be promising for further research as an enzyme producer with proteolytic activity. Мікроорганізми є найпоширенішими джерелами комерційних ферментів завдяки їхнім фізіологічним і біохімічним властивостям, легким умовам культивування та легкості маніпулювання клітинами. Серед мікробних ферментів протеази є широко розповсюдженими у природі та присутні у всіх живих формах, що охоплюють як еукаріоти − рослини, тварини, гриби, протисти, так і прокаріотичні домени бактерій та архей. Протеази є найважливішими для промисловості та складають близько 60 % загального ринку промислових ферментів. Серед бактерій рід Bacillus займає дуже помітне місце з точки зору комерційного виробництва протеаз. Раніше з води та донних відкладень Чорного моря нами було виділено ряд продуцентів протеолітичних ферментів з видів Bacillus. Метою роботи було дослідити здатність представників видів ґрунтових бацил синтезувати ферменти, що гідролізують такі білкові субстрати, як еластин, фібрин, фібриноген, кератин. Методи. Об’єктами дослідження були 8 культур (КS 1—8), виділених з ґрунту агроценозу рису. Культури вирощували в умовах глибинного культивування при 28 °С зі швидкістю перемішування поживного середовища 230 об/хв протягом 4 діб. Використовували методи визначення протеолітичної (казеїнолітичної, еластолітичної, фібринолітичної, фібриногенолітичної та кератиназної) активності в супернатанті культуральної рідини. Дисульфідредуктазну активність вимірювали спектрофотометрично при 412 нм шляхом оцінки сульфіду жовтого кольору, що утворюється при відновленні 5,5’-дітіобіс-(2-нітробензойної кислоти) (ДТНБ). Результати. Вивчення спектру протеолітичної активності 8 свіжовиділених штамів показало, що лише КS 6 в експериментальних умовах не виявив здатності гідролізувати жоден із досліджуваних субстратів (казеїн, еластин, фібрин, фібриноген і кератин). Штами KS 1, KS 2, KS 7 і KS 8 показали вищі рівні активності порівняно з іншими дослідженими штамами. Найбільш цікавими для подальших досліджень є: І) штам КS 1, який виявив найвищу фібринолітичну активність, ІІ) штам КS 2 як найефективніший продуцент з еластазною та фібриногенолітичною активністю, ІІІ) КS 7 та КS 8, які одночасно виявили найвищі показники кератиназної активності (7 Од/мл і 9 Од/мл) і сульфатредуктази (33 мкмоль/хв і 31 мкмоль/хв) відповідно. Висновки. Ряд представників Bacillus, виділених із ризосфери ґрунту агроценозу рису, за своїми каталітичними властивостями можуть бути перспективними для подальших досліджень як продуценти ферментів з протеолітичною активністю. PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2023-12-21 Article Article application/pdf https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/123 10.15407/microbiolj85.06.041 Mikrobiolohichnyi Zhurnal; Vol. 85 No. 6 (2023): Mikrobiolohichnyi Zhurnal; 41-47 Мікробіологічний журнал; Том 85 № 6 (2023): Мікробіологічний журнал; 41-47 2616-9258 1028-0987 10.15407/microbiolj85.06 en https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/123/40 Copyright (c) 2023 Mikrobiolohichnyi Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0

Similar Items