Comparison of Biochemical Properties of Recombinant Alpaca ( Vicugna pacos ) Chymosins Produced in Pro- and Eukaryotic Expression Systems

S. V. Belenkaya; Беленькая С. В.; V. V. Elchaninov; Ельчанинов В. В.; V. Y. Chirkova; Чиркова В. Ю.; D. N. Shcherbakov; Щербаков Д. Н.

doi:10.31857/S0555109923050033

Сравнение биохимических свойств рекомбинантных химозинов альпака (Vicugna pacos), полученных в про- и эукариотеческой системах экспрессии

Авторы: Беленькая С.В.¹^,2, Ельчанинов В.В.³, Чиркова В.Ю.⁴, Щербаков Д.Н.¹^,4
Учреждения:
1. Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии “Вектор” Роспотребнадзора
2. Новосибирский государственный университет
3. Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий, Сибирский НИИ сыроделия
4. Алтайский государственный университет
Выпуск: Том 59, № 5 (2023)
Страницы: 465-471
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0555-1099/article/view/138813
DOI: https://doi.org/10.31857/S0555109923050033
EDN: https://elibrary.ru/NMCTLZ
ID: 138813

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

На основе дрожжей Kluyveromyces lactis разработан штамм-продуцент рекомбинантного прохимозина альпака (Vicugna pacos). Проведен сравнительный анализ биохимических свойств рекомбинантного химозина альпака, полученного в системах экспрессии K. lactis и Escherichia coli. Установлено, что рекомбинантный химозин альпака, синтезированный в K. lactis превосходил аналог, полученный в E. coli, по числу оборотов фермента в 12.9 раза, а по каталитической эффективности – в 2.9 раза. По сравнению с химозином, экспрессированным в E. coli, фермент, полученный в эукариотическом продуценте, имел повышенный на 5°C порог термостабильности. Замена прокариотического продуцента на эукариотический, усиливала падение молокосвертывающей активности фермента в ответ на изменение рН молока от 6.1 до 6.9, что сопровождалось увеличением продолжительности коагуляции на 8–35%. При повышении концентрации CaCl₂ в субстрате коагуляционная активность целевого фермента, синтезированного в E. coli была на 12–14% выше, чем у его аналога, полученного в K. lactis.

Ключевые слова

Ключевые слова: рекомбинантный химозин альпака, прокариотическая система экспрессии, эукариотическая система экспрессии, Kluyveromyces lactis, биохимические свойства, кинетика Михаэлиса-Ментен

Список литературы

Belenkaya S.V., Balabova D.V., Belov A.N, Koval A.D., Shcherbakov D.N., Elchaninov V.V. // Appl. Biochem. Microbiol. 2020. V. 56. № 4. P. 363–372.
Ельчанинов В.В. Проблема поиска новых молокосвертывающих ферментов для сыроделия: критерии выбора источников генов для получения рекомбинантных химозинов. Барнаул: Изд. Алтайского гос. ун-та, 2021. 170 с.
Ma X., Yao B., Zheng W., Li L. // J. Microbiol. Biotechnol. 2020. V. 20. № 3. P. 550–557.
Dajani R., Sharp S., Graham S., Bethell S.S., Cooke R.M., Jamieson D.J., Coughtrie M.W. // Protein Expr. Purif. 1999. V. 16. №1. P. 11–18.
Pal Roy M., Mazumdar D., Dutta S., Saha S.P., Ghosh S. // PloS one. 2016. V. 11. № 1. P. e0145745.
Lawton M.P., Philpot R.M. // J. Biol. Chem. 1993. V. 268. № 8. P. 5728–5734.
Stone M.J., Ruf W., Miles D.J., Edgington T.S., Wright P.E. // Biochem. J. 1995. V. 310. № 2. P. 605–614.
Wang P., Zhang J., Sun Z., Chen Y., Gurewich V., Liu J.N. // Thromb. Res. 2000. V. 100. № 5. P. 461–467.
Sauerzapfe B., Engels L., Elling L. // Enzyme Microb. Technol. 2008. V. 43. № 3. P. 289–296.
Belenkaya S.V., Elchaninov V.V., Shcherbakov D.N. // Biotekhnologiya. 2021. V. 37. № 5. P. 20–27.
Рудометов А.П., Беленькая С.В., Щербаков Д.Н., Балабова Д.В., Кригер А.В., Ельчанинов В.В. // Сыроделие и маслоделие. 2017. Т. 6. С. 40–43.
Belenkaya S.V., Rudometov A.P., Shcherbakov D.N., Balabova D.V., Kriger A.V., Belov A.N., Koval A.D., Elchaninov V.V. // Appl. Biochem. Microbiol. 2018. V. 54. № 6. P. 569–576.
Belenkaya S.V., Shcherbakov D.N., Balabova D.V., Belov A.N., Koval A.D., Elchaninov V.V. // Appl. Biochem. Microbiol. 2020. V. 56. № 6. P. 647–656.
Belenkaya S.V., Bondar A.A., Kurgina T.A., Elchaninov V.V., Bakulina A.Yu., Rukhlova E.A., Lavrik O.I., Ilyichev A.A., Shcherbakov D.N. // Biochemistry (Moscow). 2020. V. 85. № 7. P. 781–791.
Kappeler S.R., van den Brink H.(J.)M., Rahbek-Nielsen H., Farah Z., Puhan Z., Hansen E.B., Johansen E. // Biochem. Biophys. Res. Comm. 2006. V. 342. № 2. P. 647–654.
Zhang Y., Li H., Wu H., Don Y., Liu N., Yang K. // Biochim. Biophys. Acta (BBA). 1997. V. 1343. № 2. P. 278–286.
Jensen J.L., Molgaard A., Poulsen J.-C.N., Harboe M.K., Simonsen J.B., Lorentzen A.M., Hjerno K., van den Brink J.M., Qvist K.B., Larsen S. // Acta Cryst. (Section D, Biol. Crystallogr.). 2013. V. 69. № 5. P. 901–913.
Horne D.S. // Curr. Opin. Coll. Interface Sci. 2002. V. 7. P. 456–461.
Horne D.S. // Int. Dairy J. 1998. V. 8. P. 171–177.
Lucey J.A. // J. Dairy Sci. 2002. V. 85. № 2. P. 281–294.
Spohner S.C., Schaum V., Quitmann H., Czermak P. // J. Biotechnol. 2016. V. 222. P. 104–116.