Proteolitic Activity of Marine Strain Bacillus sp. 051
The main interest in the study of marine microorganisms is due to their ability to produce a wide range of unique enzymes, including peptidases with different specificities. In recent years, interest has increased in peptidases that are able to cleave elastin as a specific substrate. Streptomyces fr...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/60 |
| 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-60 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Microbiological Journal |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
Bacillus sp. 051 elastolytic activity pH optimum thermal optimum substrate specificity Bacillus sp. 051 еластолітична активність рН-оптимум термооптимум субстратна специфічність |
| spellingShingle |
Bacillus sp. 051 elastolytic activity pH optimum thermal optimum substrate specificity Bacillus sp. 051 еластолітична активність рН-оптимум термооптимум субстратна специфічність Gudzenko, O.V. Ivanytsia, V.O. Varbanets, L.D. Гудзенко, О.В. Іваниця, В.О. Варбанець, Л.Д. Proteolitic Activity of Marine Strain Bacillus sp. 051 |
| topic_facet |
Bacillus sp. 051 elastolytic activity pH optimum thermal optimum substrate specificity Bacillus sp. 051 еластолітична активність рН-оптимум термооптимум субстратна специфічність |
| format |
Article |
| author |
Gudzenko, O.V. Ivanytsia, V.O. Varbanets, L.D. Гудзенко, О.В. Іваниця, В.О. Варбанець, Л.Д. |
| author_facet |
Gudzenko, O.V. Ivanytsia, V.O. Varbanets, L.D. Гудзенко, О.В. Іваниця, В.О. Варбанець, Л.Д. |
| author_sort |
Gudzenko, O.V. |
| title |
Proteolitic Activity of Marine Strain Bacillus sp. 051 |
| title_short |
Proteolitic Activity of Marine Strain Bacillus sp. 051 |
| title_full |
Proteolitic Activity of Marine Strain Bacillus sp. 051 |
| title_fullStr |
Proteolitic Activity of Marine Strain Bacillus sp. 051 |
| title_full_unstemmed |
Proteolitic Activity of Marine Strain Bacillus sp. 051 |
| title_sort |
proteolitic activity of marine strain bacillus sp. 051 |
| title_alt |
Протеолітична активність морського штаму Bacillus sp. 051 |
| description |
The main interest in the study of marine microorganisms is due to their ability to produce a wide range of unique enzymes, including peptidases with different specificities. In recent years, interest has increased in peptidases that are able to cleave elastin as a specific substrate. Streptomyces fradiae and Bacillus thermoproteolyticus elastases are among the most potent elastolytic proteinases discovered to date because they are 4-8-fold more effective than pancreatic elastases. The disadvantages of these producers include the fact that most of them are pathogenic for humans, and the elastase enzyme secreted from them is directly involved in the initiation of the pathogenetic process. All this significantly limits the scope of their practical application. Therefore, the search for new, more effective, safe for humans’ producers continues to be an urgent question, taking into account the fact that there are no highly active elastase producers in Ukraine. Previously we found elastase activity in only 4 of the 10 studied isolates of bacteria from the Black Sea. Since among them, the elastase activity of the Bacillus sp. 051 was the highest, the aim of this work was to study the physicochemical properties and substrate specificity of the enzyme. Methods. We used methods of determining proteolytic (caseinolytic, elastolytic, fibrinolytic, fibrinogenolytic) activity. Protein concentration was determined by the Lowry method. The study of the effect of temperature on the enzymatic activity was carried out in the range from 4 to 70 °C and pH values from 2.0 to 12.0, created using 0.01 M phosphate-citrate buffer. Results. It has been shown that the growing temperature of 12°C is the most optimal for biosynthesis of enzyme by the culture of Bacillus sp. 051. The complex enzyme preparation capable of hydrolyzing elastin, casein and fibrinogen. The enzyme showed maximum activity in relation to elastin (3.65 U/mg). The optimum pH of the enzyme action is 8.0, the thermal optimum is 40°C. The rate of casein hydrolysis compared to elastin was 2.7 times lower and amounted to 1.35 U/mg. The complex enzyme preparation also hydrolyzed fibrinogen (1.16 U/mg). Conclusions. According to its physicochemical and catalytic properties, the representative of the Black Sea, Bacillus sp. 051 is promising for further research as an enzyme producer with elastolytic activity. |
| publisher |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/60 |
| work_keys_str_mv |
AT gudzenkoov proteoliticactivityofmarinestrainbacillussp051 AT ivanytsiavo proteoliticactivityofmarinestrainbacillussp051 AT varbanetsld proteoliticactivityofmarinestrainbacillussp051 AT gudzenkoov proteoliticactivityofmarinestrainbacillussp051 AT ívanicâvo proteoliticactivityofmarinestrainbacillussp051 AT varbanecʹld proteoliticactivityofmarinestrainbacillussp051 AT gudzenkoov proteolítičnaaktivnístʹmorsʹkogoštamubacillussp051 AT ivanytsiavo proteolítičnaaktivnístʹmorsʹkogoštamubacillussp051 AT varbanetsld proteolítičnaaktivnístʹmorsʹkogoštamubacillussp051 AT gudzenkoov proteolítičnaaktivnístʹmorsʹkogoštamubacillussp051 AT ívanicâvo proteolítičnaaktivnístʹmorsʹkogoštamubacillussp051 AT varbanecʹld proteolítičnaaktivnístʹmorsʹkogoštamubacillussp051 |
| first_indexed |
2024-09-01T17:43:43Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:43:43Z |
| _version_ |
1809016552138211328 |
| spelling |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-602023-10-27T16:46:16Z Proteolitic Activity of Marine Strain Bacillus sp. 051 Протеолітична активність морського штаму Bacillus sp. 051 Gudzenko, O.V. Ivanytsia, V.O. Varbanets, L.D. Гудзенко, О.В. Іваниця, В.О. Варбанець, Л.Д. Bacillus sp. 051 elastolytic activity pH optimum thermal optimum substrate specificity Bacillus sp. 051 еластолітична активність рН-оптимум термооптимум субстратна специфічність The main interest in the study of marine microorganisms is due to their ability to produce a wide range of unique enzymes, including peptidases with different specificities. In recent years, interest has increased in peptidases that are able to cleave elastin as a specific substrate. Streptomyces fradiae and Bacillus thermoproteolyticus elastases are among the most potent elastolytic proteinases discovered to date because they are 4-8-fold more effective than pancreatic elastases. The disadvantages of these producers include the fact that most of them are pathogenic for humans, and the elastase enzyme secreted from them is directly involved in the initiation of the pathogenetic process. All this significantly limits the scope of their practical application. Therefore, the search for new, more effective, safe for humans’ producers continues to be an urgent question, taking into account the fact that there are no highly active elastase producers in Ukraine. Previously we found elastase activity in only 4 of the 10 studied isolates of bacteria from the Black Sea. Since among them, the elastase activity of the Bacillus sp. 051 was the highest, the aim of this work was to study the physicochemical properties and substrate specificity of the enzyme. Methods. We used methods of determining proteolytic (caseinolytic, elastolytic, fibrinolytic, fibrinogenolytic) activity. Protein concentration was determined by the Lowry method. The study of the effect of temperature on the enzymatic activity was carried out in the range from 4 to 70 °C and pH values from 2.0 to 12.0, created using 0.01 M phosphate-citrate buffer. Results. It has been shown that the growing temperature of 12°C is the most optimal for biosynthesis of enzyme by the culture of Bacillus sp. 051. The complex enzyme preparation capable of hydrolyzing elastin, casein and fibrinogen. The enzyme showed maximum activity in relation to elastin (3.65 U/mg). The optimum pH of the enzyme action is 8.0, the thermal optimum is 40°C. The rate of casein hydrolysis compared to elastin was 2.7 times lower and amounted to 1.35 U/mg. The complex enzyme preparation also hydrolyzed fibrinogen (1.16 U/mg). Conclusions. According to its physicochemical and catalytic properties, the representative of the Black Sea, Bacillus sp. 051 is promising for further research as an enzyme producer with elastolytic activity. Основний інтерес у вивченні морських мікроорганізмів викликаний їхньою здатністю виробляти широкий спектр унікальних ферментів, а саме пептидаз із різною специфічністю. В останні роки зріс інтерес до пептидаз, які здатні розщеплювати еластин як специфічний субстрат. Еластази Streptomyces fradiae і Bacillus thermoproteolyticus є одними з найпотужніших еластолітичних протеїназ, виявлених на сьогоднішній день, оскільки вони в 4—8 разів ефективніші, ніж еластази підшлункової залози. До недоліків цих продуцентів можна віднести те, що вони є патогенними для людини, а виділений з них фермент еластаза бере безпосередню участь в ініціації патогенетичного процесу. Все це істотно обмежує сферу їх практичного застосування. Тому пошук нових, ефективніших та безпечних для людини продуцентів залишається актуальним, зважаючи на те, що в Україні немає високоактивних продуцентів еластази. Раніше ми виявили активність еластази лише в 4 із 10 досліджених нами ізолятів бактерій з Чорного моря. Оскільки серед досліджених ізолятів еластазна активність Bacillus sp. 051 була найвищою, метою даної роботи було вивчення фізико-хімічних властивостей та субстратної специфічності цього ферменту. Методи. Використовували методи визначення протеолітичної (казеїнолітичної, еластолітичної, фібринолітичної, фібриногенолітичної) активності. Концентрацію білка визначали методом Лоурі. Дослідження впливу температури на ферментативну активність проводили в діапазоні від 4 до 70 °С і значеннях рН від 2,0 до 12,0, які досягали за допомогою 0,01 М фосфатно-цитратного буфера. Результати. Показано, що для біосинтезу еластази культурою Bacillus sp. 51 оптимальною є температура вирощування 12°С. Комплексний ферментний препарат здатен гідролізувати еластин, казеїн і фібриноген з максимальною активністю щодо еластину (3.65 од/мг). Оптимум рН дії ферменту — 8, термооптимум — 40 °С. Швидкість гідролізу казеїну порівняно з еластином була в 2.7 рази нижчою і становила 1.35 од/мг. Комплексний ферментний препарат також гідролізував фібриноген (1.16 од/мг). Висновки. За своїми фізико-хімічними та каталітичними властивостями представник Чорного моря Bacillus sp. 051 є перспективним для подальших досліджень як продуцент ферменту з еластолітичною активністю. PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2023-10-23 Article Article application/pdf https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/60 10.15407/microbiolj85.05.012 Mikrobiolohichnyi Zhurnal; Vol. 85 No. 5 (2023): Mikrobiolohichnyi Zhurnal; 12-19 Мікробіологічний журнал; Том 85 № 5 (2023): Мікробіологічний журнал; 12-19 2616-9258 1028-0987 10.15407/microbiolj85.05 en https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/60/31 Copyright (c) 2023 Mikrobiolohichnyi Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |