Эффективность протеаз панкреатина и трипсина при ферментативном гидролизе коллагена

Проведен анализ молекулярно-массовых характеристик (ММХ) (молекулярной массы (ММ) и коэффициента полидисперсности (КП)) гидролизата высокомолекулярного рыбного коллагена (РК) в процессе ферментативного гидролиза двумя протеолитическими ферментами: панкреатином и трипсином при комнатной температуре. Показана высокая эффективность ферментов: основная часть РК гидролизуется в течение первой минуты как в случае панкреатина, так и трипсина, при этом образуется несколько фракций гидролизата РК. В случае трипсина наблюдается небольшая олигомерная фракция. Коэффициент полидисперсности Мw/Мn для фракций в процессе гидролиза имеет значения преимущественно не более 1,2, что свидетельствует об однородности фракций коллагена по ММ. Исходный нативный РК с ММ ~ 300 кДа во фракциях гидролизата отсутствует. Эти данные свидетельствуют о высокой скорости гидролиза в присутствии указанных ферментов. Для обоих ферментов наблюдается образование двух низкомолекулярных фракций гидролизата с близкими значениями ММ ~ 17 кДа и ~ 9 кДа, причем доля последней фракции в растворе больше 80 %. Последующий контроль ММХ показал, что происходит медленное уменьшение доли всех фракций до практически полного исчезновения за трое суток, кроме низкомолекулярной фракции с ММ ~ 9 кДа, содержание которой постепенно увеличивается. Вид кривых молекулярно-массового распределения (ММР) для разных ферментов практически одинаков, однако наблюдается небольшое различие в соотношениях фракций гидролизатов на разных стадиях гидролиза при использовании указанных ферментов, связанное с незначительной разницей в эффективности использованных ферментов, которое может отразиться на строении скаффолда в процессе его формирования. Различия в значениях ММ и соотношении фракций с разной ММ свидетельствуют о влиянии природы ферментов на процесс гидролиза высокомолекулярного коллагена. Представленные результаты хорошо согласуются с известными литературными данными о природе ферментов панкреатина. Протеолитические ферменты, входящие в состав панкреатина, - трипсин, пепсин и химотрипсин - катализируют гидролиз пептидных связей, образованных остатками аминокислот аргинина и лизина. Ярко выраженная ограниченная субстратная специфичность ферментов приводит к практически количественному образованию в процессе гидролиза узкодисперсного олигомера с ММ ~ 9 кДа. В совокупности с результатами исследований действия ферментов на другие компоненты конструкции скаффолдов, а также биомиметическими испытаниями они позволят моделировать состав, строение и важнейшие характеристики скаффолдов с оптимизированными свойствами. Это особенно важно, если в процессе формирования скаффолдов и биомедицинских клеточных продуктов используются реакции ферментативного гидролиза, так как получаемая в результате клеточная матрица формируется не из нативных молекул, а из их гидролизатов.