Bacillus Strains Isolated from Soryz are Producers of Proteolytic Enzymes
In recent years, the attention of researchers has been attracted by bacterial strains isolated from soryz, a new grain crop that combines the advantages of rice STRArelevant and promising field of research for several reasons. First, plants are a rich source of microorganisms that produce a wide ran...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine
2025
|
| Online Zugang: | https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/278 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Microbiological Journal |
Institution
Microbiological Journal| id |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-278 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Microbiological Journal |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-06-20T14:08:50Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic_facet |
bacteria of genus Bacillus keratinase activity total proteolytic (caseinolytic) activity disulfide reductase activity elastase fibrinogenolytic fibrinolytic activities бактерії роду Bacillus кератиназна активність загальна протеолітична (казеїнолітична) активність дисульфідредуктазна активність еластазна фібриногенолітична фібринолітична активності |
| format |
Article |
| author |
Gudzenko, O.V. Avdiyuk, K.V. Varbanets, L.D. Pasichnyk, L.A. Reshetnikov, M.V. Гудзенко, О.В. Авдіюк, К.В. Варбанець, Л.Д. Пасічник, Л.А. Решетніков, M.В. |
| spellingShingle |
Gudzenko, O.V. Avdiyuk, K.V. Varbanets, L.D. Pasichnyk, L.A. Reshetnikov, M.V. Гудзенко, О.В. Авдіюк, К.В. Варбанець, Л.Д. Пасічник, Л.А. Решетніков, M.В. Bacillus Strains Isolated from Soryz are Producers of Proteolytic Enzymes |
| author_facet |
Gudzenko, O.V. Avdiyuk, K.V. Varbanets, L.D. Pasichnyk, L.A. Reshetnikov, M.V. Гудзенко, О.В. Авдіюк, К.В. Варбанець, Л.Д. Пасічник, Л.А. Решетніков, M.В. |
| author_sort |
Gudzenko, O.V. |
| title |
Bacillus Strains Isolated from Soryz are Producers of Proteolytic Enzymes |
| title_short |
Bacillus Strains Isolated from Soryz are Producers of Proteolytic Enzymes |
| title_full |
Bacillus Strains Isolated from Soryz are Producers of Proteolytic Enzymes |
| title_fullStr |
Bacillus Strains Isolated from Soryz are Producers of Proteolytic Enzymes |
| title_full_unstemmed |
Bacillus Strains Isolated from Soryz are Producers of Proteolytic Enzymes |
| title_sort |
bacillus strains isolated from soryz are producers of proteolytic enzymes |
| title_alt |
Бактерії, виділені зі соризу, як продуценти протеолітичних ферментів |
| description |
In recent years, the attention of researchers has been attracted by bacterial strains isolated from soryz, a new grain crop that combines the advantages of rice STRArelevant and promising field of research for several reasons. First, plants are a rich source of microorganisms that produce a wide range of proteases with different properties useful for industrial and biotechnological applications. Second, since the cultivation of soryz does not require the use of chemicals, the protease producers obtained from it are more environmentally friendly than proteases isolated from plants that require the use of chemicals. Therefore, the purpose of this work was to conduct a screening among strains isolated from soryz, producers of proteases (in particular, keratinases, elastases, fibrinases, and fibrinogenases), important for industry and medicine. Methods. The objects of the study were 13 cultures of Bacillus isolated from soryz. Different types of nutrient media were used for cultivating strains. To determine keratinase activity, cultures were grown on a nutrient medium containing 0.5% defatted chicken feathers as sole sources of carbon and nitrogen. To study fibrinolytic, fibrinase, and elastase activities, a nutrient medium containing maltose and gelatin as a carbon source and ammonium sulfate as a nitrogen source was used. The cultures were grown under conditions of submerged cultivation in large test tubes at 28 °C, with a nutrient medium stirring rate of 232 rpm for 4 days. The keratinase activity was assessed by UV absorption at 280 nm of hydrolysis products of keratin-containing materials. The caseinolytic (total proteolytic) activity was determined by the Anson method. The disulfide reductase activity (DSRA) was measured spectrophotometrically at 412 nm by evaluating the yellow sulfide formed during the reduction of 5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid) (DTNB). The enzyme activities were studied in the culture liquid supernatant. Results. It was shown that 10 out of 13 investigated cultures synthesized keratinase, the level of which varied from 3–5 U/mL (cultures Bacillus sp. 21036, B. vallismortis ASV3, Bacillus sp. 21038, Bacillus sp. 21046, Bacillus sp. ASV1, and Bacillus sp. 21134) to 14 U/mL (Bacillus sp. 21096). All cultures that showed keratinase activity also synthesized disulfide reductase (DSR). DSRA indicator differed among the studied strains: it was the highest in B. subtilis B4 (52 µmol/min) and the lowest in B. vallismortis ASV3 (17 µmol/min) and Bacillus subtilis 21040. The level of the total proteolytic (caseinolytic) activity was very low, and only Bacillus sp. 21096, B. subtilis Б4, and Bacillus sp. 21029 showed 0.013–0.015 U/mL of activity. Insignificant fibrinolytic activity, the level of which varied from 1.13 to 5.6 U/mL was shown by 8 out of 13 studied Bacillus strains. All cultures, except for B. subtilis B4, Bacillus sp. 21029, and Bacillus sp. 21134, showed fibrinogenolytic activity, but their indicators differed significantly. Bacillus sp. 21095 culture had the highest activity (15 U/mL). All studied cultures, except for Bacillus sp. 21134, showed elastase activity, the level of which was from 5.2 to 20.3 U/mL. Its highest indicators were noted for cultures of B. subtilis 21040 (20.3 U/mL), Bacillus sp. ASV1 (18.8 U/mL), Bacillus sp. 21036 (17.3 U/mL), and Bacillus sp. 21066 (13.02 U/mL). Conclusions. The studied representatives of the genus Bacillus, isolated from the rhizosphere of the agrocenosis soil of soryz, can be promising for further research as producers of keratinases, fibrinogenases, and elastases due to their catalytic properties. |
| publisher |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/278 |
| work_keys_str_mv |
AT gudzenkoov bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT avdiyukkv bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT varbanetsld bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT pasichnykla bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT reshetnikovmv bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT gudzenkoov bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT avdíûkkv bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT varbanecʹld bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT pasíčnikla bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT rešetníkovmv bacillusstrainsisolatedfromsoryzareproducersofproteolyticenzymes AT gudzenkoov bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív AT avdiyukkv bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív AT varbanetsld bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív AT pasichnykla bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív AT reshetnikovmv bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív AT gudzenkoov bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív AT avdíûkkv bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív AT varbanecʹld bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív AT pasíčnikla bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív AT rešetníkovmv bakteríívidílenízísorizuâkproducentiproteolítičnihfermentív |
| first_indexed |
2025-07-17T12:22:01Z |
| last_indexed |
2025-07-17T12:22:01Z |
| _version_ |
1850410912503037952 |
| spelling |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-2782025-06-20T14:08:50Z Bacillus Strains Isolated from Soryz are Producers of Proteolytic Enzymes Бактерії, виділені зі соризу, як продуценти протеолітичних ферментів Gudzenko, O.V. Avdiyuk, K.V. Varbanets, L.D. Pasichnyk, L.A. Reshetnikov, M.V. Гудзенко, О.В. Авдіюк, К.В. Варбанець, Л.Д. Пасічник, Л.А. Решетніков, M.В. bacteria of genus Bacillus keratinase activity total proteolytic (caseinolytic) activity disulfide reductase activity elastase fibrinogenolytic fibrinolytic activities бактерії роду Bacillus кератиназна активність загальна протеолітична (казеїнолітична) активність дисульфідредуктазна активність еластазна фібриногенолітична фібринолітична активності In recent years, the attention of researchers has been attracted by bacterial strains isolated from soryz, a new grain crop that combines the advantages of rice STRArelevant and promising field of research for several reasons. First, plants are a rich source of microorganisms that produce a wide range of proteases with different properties useful for industrial and biotechnological applications. Second, since the cultivation of soryz does not require the use of chemicals, the protease producers obtained from it are more environmentally friendly than proteases isolated from plants that require the use of chemicals. Therefore, the purpose of this work was to conduct a screening among strains isolated from soryz, producers of proteases (in particular, keratinases, elastases, fibrinases, and fibrinogenases), important for industry and medicine. Methods. The objects of the study were 13 cultures of Bacillus isolated from soryz. Different types of nutrient media were used for cultivating strains. To determine keratinase activity, cultures were grown on a nutrient medium containing 0.5% defatted chicken feathers as sole sources of carbon and nitrogen. To study fibrinolytic, fibrinase, and elastase activities, a nutrient medium containing maltose and gelatin as a carbon source and ammonium sulfate as a nitrogen source was used. The cultures were grown under conditions of submerged cultivation in large test tubes at 28 °C, with a nutrient medium stirring rate of 232 rpm for 4 days. The keratinase activity was assessed by UV absorption at 280 nm of hydrolysis products of keratin-containing materials. The caseinolytic (total proteolytic) activity was determined by the Anson method. The disulfide reductase activity (DSRA) was measured spectrophotometrically at 412 nm by evaluating the yellow sulfide formed during the reduction of 5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid) (DTNB). The enzyme activities were studied in the culture liquid supernatant. Results. It was shown that 10 out of 13 investigated cultures synthesized keratinase, the level of which varied from 3–5 U/mL (cultures Bacillus sp. 21036, B. vallismortis ASV3, Bacillus sp. 21038, Bacillus sp. 21046, Bacillus sp. ASV1, and Bacillus sp. 21134) to 14 U/mL (Bacillus sp. 21096). All cultures that showed keratinase activity also synthesized disulfide reductase (DSR). DSRA indicator differed among the studied strains: it was the highest in B. subtilis B4 (52 µmol/min) and the lowest in B. vallismortis ASV3 (17 µmol/min) and Bacillus subtilis 21040. The level of the total proteolytic (caseinolytic) activity was very low, and only Bacillus sp. 21096, B. subtilis Б4, and Bacillus sp. 21029 showed 0.013–0.015 U/mL of activity. Insignificant fibrinolytic activity, the level of which varied from 1.13 to 5.6 U/mL was shown by 8 out of 13 studied Bacillus strains. All cultures, except for B. subtilis B4, Bacillus sp. 21029, and Bacillus sp. 21134, showed fibrinogenolytic activity, but their indicators differed significantly. Bacillus sp. 21095 culture had the highest activity (15 U/mL). All studied cultures, except for Bacillus sp. 21134, showed elastase activity, the level of which was from 5.2 to 20.3 U/mL. Its highest indicators were noted for cultures of B. subtilis 21040 (20.3 U/mL), Bacillus sp. ASV1 (18.8 U/mL), Bacillus sp. 21036 (17.3 U/mL), and Bacillus sp. 21066 (13.02 U/mL). Conclusions. The studied representatives of the genus Bacillus, isolated from the rhizosphere of the agrocenosis soil of soryz, can be promising for further research as producers of keratinases, fibrinogenases, and elastases due to their catalytic properties. В останні роки увагу дослідників привертають штами бактерій, виділені зі соризу, нової круп’яної культури, яка поєднала в собі переваги рису і зернового сорго. Дослідження бактерій із соризу як продуцентів протеаз є актуальною та перспективною сферою досліджень з кількох причин. По-перше, рослини є багатим джерелом мікроорганізмів, які продукують широкий спектр протеаз з різними властивостями, корисними для промислових та біотехнологічних застосувань. По-друге, вирощування соризу не потребує використання хімічних речовин, тож одержані продуценти протеаз є більш екологічними, ніж протеази, ізольовані з рослин, які потребують використання хімічних речовин. Тому метою даної роботи було провести скринінг серед штамів, ізольованих із соризу, продуцентів протеаз (зокрема кератиназ, еластаз, фібриназ та фібриногеназ), важливих для промисловості і медицини. Методи. Об’єктами дослідження були 13 культур Bacillus, виділених із соризу. Для культивування штамів використовували різні види поживних середовищ. Для визначення кератиназної та дисульфідредуктазної активності культури вирощували на живильному середовищі, яке містило 0,5% знежиреного курячого пера як єдиного джерела вуглецю та азоту. Для вивчення фібринолітичної, фібриногенолітичної та еластазної активності використовували живильне середовище, яке містило мальтозу та желатин як джерело вуглецю та сульфат амонію як джерело азоту. Культури вирощували в умовах глибинного культивування у великих пробірках при 28 °C зі швидкістю перемішування поживного середовища 232 об/хв протягом 4 днів. Активність кератинази оцінювали за УФ-поглинанням при 280 нм продуктів гідролізу кератинвмісних матеріалів. Казеїнолітичну (загальну протеолітичну) активність визначали за методом Ансона. Дисульфідредуктазну активність вимірювали спектрофотометрично при 412 нм шляхом оцінки жовтого сульфіду, утвореного під час відновлення 5,5’-дитіобіс-(2-нітробензойної кислоти). Активність ферменту досліджували в супернатанті культуральної рідини. Результати. Показано, що 10 із 13 досліджених культур синтезували кератиназу, рівень якої коливався від 3–5 Од/мл (культури Bacillus sp. 21036, Bacillus vallismortis ASV3, Bacillus sp. 21038, Bacillus sp. 21046, Bacillus sp. ASV1, Bacillus sp. 21134) до 14 Од/мл (Bacillus sp. 21096). Усі культури, які виявляли кератиназну активність, також синтезували і дисульфід редуктазу. Її показники відрізнялися в досліджених штамів: найвищою вона була у B. subtilis Б4 (52 µmol/min), а найнижчою ‒ у B. vallismortis ASV3 (17 µmol/min) і B. subtilis 21040. Рівень загальної протеолітичної (казеїнолітичної) активності був дуже низьким, лише 9, 10 і 12 культури виявляли 0.013‒0.015 Од/мл активності. Незначну фібринолітичну активність, рівень якої коливався від 1.13 до 5.6 Од/мл, проявляли 8 з 13 досліджених культур Bacillus. Усі культури, крім B. subtilis Б4, Bacillus sp. 21029 та Bacillus sp. 21134, проявляли фібриногенолітичну активність, проте їх показники суттєво відрізнялися. Найвищою була активність у культур Bacillus sp. 21095 (8) (15 од/мл). Усі досліджувані культури, крім Bacillus sp. 21134 (13), проявили еластазну активність, рівень якої складав від 5.2 до 20.3 од/мл. Найвищі її показники відмічали для культур B. subtilis 21040 (20.3 од/мл), Bacillus sp. ASV1 (18.8 од/мл), Bacillus sp. 21036 (17.3 од/мл) і Bacillus sp. 21066 (13.02 од/мл). Висновки. Низка представників роду Bacillus, виділених із ризосфери ґрунту агроценозу соризу, за своїми каталітичними властивостями можуть бути перспективними для подальших досліджень як продуценти кератиназ, фібриногеназ та еластаз. PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2025-06-20 Article Article application/pdf https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/278 10.15407/microbiolj87.02.025 Mikrobiolohichnyi Zhurnal; Vol. 87 No. 2 (2025): Mikrobiolohichnyi Zhurnal; 25-33 Мікробіологічний журнал; Том 87 № 2 (2025): Мікробіологічний журнал; 25-33 2616-9258 1028-0987 10.15407/microbiolj87.02 en https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/278/114 Copyright (c) 2025 Mikrobiolohichnyi Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |