Дрожжевой поверхностный дисплей гиалуронидазы пиявки для промышленного получения олигосахаридов гиалуроновой кислоты

Leech hyaluronidase (LHyal) is a hyperactive hyaluronic acid (HA) hydrolase that belongs to the hyaluronoglucuronidase family. Traditionally, LHyal is extracted from the heads of leeches, but the recent development of the Pichia pastoris recombinant LHyal expression method permitted the industrial production of size-specific HA oligosaccharides. However, at present LHyal expressed by recombinant yeast strains requires laborious protein purification steps. Moreover, the enzyme is deactivated and removed after single use. To solve this problem, we developed a recyclable LHyal biocatalyst using a yeast surface display (YSD) system. After screening and characterization, we found that the cell wall protein Sed1p displayed stronger anchoring to the P. pastoris cell wall than other cell wall proteins. By optimizing the type and length of the linkers between LHyal and Sed1p, we increased the activity of enzymes displayed on the P. pastoris cell wall by 50.34% in flask cultures. LHyal-(GGGS)6-Sed1p activity further increased to 3.58 × 105 U mL-1 in fed-batch cultivation in a 5 L bioreactor. Enzymatic property analysis results revealed that the displayed LHyal-(GGGS)6-Sed1p generated the same oligosaccharides but exhibited higher thermal stability than free LHyal enzyme. Moreover, displayed LHyal-(GGGS)6-Sed1p could be recovered easily from HA hydrolysis solutions via low-speed centrifugation and could be reused at least 5 times. YSD of LHyal not only increased the utilization efficiency of the enzyme but also simplified the purification process for HA oligosaccharides. Thus, this study provides an alternative approach for the industrial preparation of LHyal and HA oligosaccharides.

Аннотация взята из PubMed (NCBI) для цитируемой записи и приводится на языке оригинала. Авторитетной является версия в исходной публикации.

Аннотация оставлена без перевода, чтобы сохранить собственные формулировки авторов.

Разработан рециклируемый биокатализатор на основе системы дрожжевого поверхностного дисплея, в которой гиалуронидаза пиявки иммобилизована на клеточной стенке Pichia pastoris посредством белка Sed1p, обеспечивающего более прочное закрепление, чем другие белки клеточной стенки. После оптимизации типа и длины линкеров активность иммобилизованного фермента выросла на 50,34% в колбах, а активность конструкции LHyal-(GGGS)6-Sed1p в 5 л биореакторе при культивировании с подпиткой повысилась до 3,58×10⁵ ЕД/мл. Иммобилизованный фермент образовывал те же олигосахариды, превосходил свободный по термостабильности и допускал повторное использование не менее 5 раз.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Фармакология секрета слюнных желёз».

• Медицинские пиявки и гирудотерапия — Gödekmerdan A et al. (2011)
• Перекисное окисление липидов слюны у пациентов с постковидным синдромом на фоне гирудотерапии — Serikbayeva S et al. (2024)
• Лечение медицинскими пиявками при болевых синдромах: нарративный обзор — Koeppen D, Aurich M, Rampp T (2014)
• Иммуномодулирующие эффекты экстракта слюны медицинской пиявки на активированные макрофаги in vitro — Ayhan H et al. (2024)
• Ингибиторы протеиназ медицинской пиявки Hirudo medicinalis — Baskova I, Zavalova L (2001)
• Полифункциональность дестабилазы — лизоцима медицинской пиявки — Baskova I, Zavalova L (2008)
• «Удвоение»: идентификация и характеристика тандем-гирудина из азиатской медицинской пиявки Hirudinaria manillensis — Lukas P et al. (2022)
• Применение медицинской пиявки в лечении заболеваний уха — Seleznev K et al. (1992)
• Рекомбинантная дестабилаза из Hirudo medicinalis способна растворять тромбы человека in vitro — Bobrovsky P et al. (2021)
• Влияние рассеяния углеродных нанотрубок в окружающей среде на водного беспозвоночного Hirudo medicinalis — Girardello R et al. (2015)

Все исследования, проанализированные ASH →