КЕРАТИНОЛІТИЧНІ ЕНЗИМИ МІКРООРГАНІЗМІВ: ПРОДУЦЕНТИ, ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ ДЛЯ БІОТЕХНОЛОГІЇ К. В. Авдіюк, Л. Д. Варбанець

Деталі: Перегляди: 600

ISSN 2410-776X (електронна версія)
ISSN 2410-7751 (друкований варіант)

2 2019

Ж-л "Biotechnologia Acta" Т. 12, № 2, 2019
С. 27-45, бібл. 73, англ.
УДК: 577.152.32
https://doi.org/10.15407/biotech12.02.027

КЕРАТИНОЛІТИЧНІ ЕНЗИМИ МІКРООРГАНІЗМІВ: ПРОДУЦЕНТИ, ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ ДЛЯ БІОТЕХНОЛОГІЇ

К. В. Авдіюк, Л. Д. Варбанець

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К.Заболотного НАН України, Київ

Метою огляду було проаналізувати сучасні уявлення про кератинази, групу протеолітичих ензимів, які каталізують розщеплення високостабільних фібринових протеїнів — кератинів. Представники різних таксономічних груп мікроорганізмів, включаючи гриби, актиноміцети і бактерії, є продуцентами кератиназ. В огляді наведено сучасну класифікацію кератиназ відповідно до бази даних MEROPS..

Вона грунтується на схожості амінокислотних послідовностей, що також відображає еволюційні взаємодії між протеолітичними ензимами. База даних MEROPS об’єднує протеази в 62 клани і 264 родини. Дослідження фізико-хімічних властивостей кератиназ свідчать, що ензими активні в широкому діапазоні температур і значень pH, з оптимальною дією за нейтрального і лужного pH і 40–70 ⁰C. Показано, що мікробні кератинази є переважно метало-, сериновими або метало-сериновими протеазами. Вони зазвичай позаклітинні, і їх синтез індукується кератиновмісними субстратами. Технології протеїнової інженерії, такі як сайт-спрямований мутагенез, усічення і термінальне злиття, використовують для поліпшення продукції і властивостей кератиназ. В огляді обговорюється практичне застосування кератиназ. Ці ензими успішно використовують у біоконверсії кератинових відходів у корма для тварин і азотні добрива, а також в шкіряній, текстильній, косметичній, медичній та фармацевтичній промисловості. Кератинази також застосовують у деградації пестицидів і виробництві наночастинок, біопалива, біоплівок, що розкладаються, клеїв і фольги. Крім того, кератинази використовують у деградації пріонових протеїнів, які здатнісричинити низку нейродегенеративних захворювань людини і тварин з утворенням губчастої енцефалопатії.

Ключові слова: кератинази, продуценти, регуляція синтезу, фізико-хімічні властивості.