Оценка активности лизоцима после его ковалентной иммобилизации на наноалмазы детонационного синтеза
Автор: Ронжин Н.О., Посохина Е.Д., Барон А.В., Бондарь В.С.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Биологические науки
Статья в выпуске: 8, 2016 года.
Бесплатный доступ
Проведена сравнительная оценка анти-бактериальной активности свободного и ко-валентно связанного с наноалмазами лизоци-ма с использованием в качестве модельной мишени грамотрицательных светоизлучаю-щих бактерий Photobacterium phosphoreum. Активность свободного и иммобилизованного фермента после добавления к клеточной сус-пензии оценивали по изменению величины ее оптической плотности. Ковалентную пришив-ку лизоцима проводили на поверхность нано-алмазов, активированную бензохиноном. Ус-тановлено, что количество иммобилизованно-го на наноалмазы лизоцима определяется ве-совым соотношением компонентов (фер-мент:наночастицы) на стадии ковалентной пришивки белка. Максимальная иммобилизация лизоцима (до 1 мг белка на 1 мг наночастиц) наблюдается при весовом соотношении фер-мент:наноалмазы - 6:1. Повышение количест-ва белка на стадии пришивки не увеличивает этот показатель. Сделано предположение, что дополнительным фактором, влияющим на эффективность ковалентного связывания ли-зоцима, по-видимому, является размер кла-стеров наночастиц. Установлено, что кова-лентно пришитый на наноалмазы лизоцим проявляет функциональную активность и вы-зывает лизис бактериальных клеток, что подтверждается снижением оптической плотности клеточной суспензии. Добавка к суспензии бактерий хелатора двухвалентных ионов ЭДТА (концентрация 2 мM) увеличивает эффект иммобилизованного фермента более чем в 2 раза. В сравнительных экспериментах показано, что активность лизоцима в составе комплекса наноалмазы-фермент снижена по сравнению с активностью свободного лизоци-ма. При равных концентрациях (25 мкг/мл) до-бавленного в клеточную суспензию свободного и иммобилизованного на наноалмазы лизоцима одинаковый показатель лизиса бактериальных клеток P. phosphoreum (снижение оптической плотности на 60-65%) регистрируется через 1 час и 3 часа соответственно. Обсуждаются причины наблюдаемого эффекта.
Наноалмазы, лизоцим, ко-валентная иммобилизация фермента, анти-бактериальная активность, светящиеся бак-терии photobacterium phosphoreum
Короткий адрес: https://sciup.org/14084773
IDR: 14084773
Список литературы Оценка активности лизоцима после его ковалентной иммобилизации на наноалмазы детонационного синтеза
- Ho D., Wang C.-H.K., Chow E.K.-H. Nanodiamonds: The intersection of nanotechnology, drug development, and personalized medicine//Science Advances. -2015. -V. 1. -№ 7. -P. 1-14.
- The properties and applications of nanodiamonds/V.N. Mochalin, O. Shenderova, D.Ho //Nature Nanotechnology. -2012. -V. 7. -P. 11-23.
- Schrand A.M., Hens S.A.C., Shenderova O.A. Nanodiamond Particles: Properties and Perspectives for Bioapplications//Solid State Mater. Sci. -2009. -V. 34. -P. 18-74.
- Catalytic activity of nanodiamonds in azocoupling reaction/N.O. Ronzhin, A.P. Puzyr, A.E. Burov //J. Biomater. and Nanobiotechnol. -2014. -V.5. -№ 3. -P.173-178.
- Конструирование многоразовой системы биохимического определения мочевины на основе наноалмазов/Н.О. Ронжин, А.В. Барон, В.С. Бондарь //ДАН. -2015. -Т. 465. -С. 741-744.
- Nanodiamonds as carriers for address delivery of biologically active substances/K.V. Purtov, A.I. Petunin, A.E. Burov //Nanoscale Res. Lett. -2010. -V. 5. -P. 631-636.
- The Biocompatibility of Nanodiamonds and Their Application in Drug Delivery Systems/Y. Zhu, J. Li, W. Li //Theranostics. -2012. -V. 2 (3). -P. 302-312.
- Nanodiamond-insulin complexes as pH-dependent protein delivery vehicles/R.A. Shimkunas, E. Robinson, R. Lam //Biomaterials. -2009. -V. 30. -I. 29. -P. 5720-5728.
- The adsorption of tetracycline and vancomycin onto nanodiamond with controlled release/J. Giammarco, V.N. Mochalin, J. Haeckel //J. Colloid Interface Sci. -2016. -V. 468. -P. 253-261.
- Colloidal stability of modified nanodiamond particles/N. Gibson, O. Shenderova, T.J.M. Luo //Diamond Relat. Mater. -2009. -V. 18. -P. 620-626.
- Physical and chemical properties of modified nanodiamonds/A.P. Puzyr, V.S. Bondar, A.A. Bukayemsky //NATO Sci. Ser. II: Math. Phys. Chem. -2005. -V. 192. -P. 261-270.
- Бондарь В.С., Пузырь А.П. Наноалмазы для биологических исследований//Физика твердого тела. -2004. -Т. 46 (4). -С. 716-719.
- Способ получения наноалмазов взрывного синтеза с повышенной коллоидной устойчивостью: пат. №2252192 Рос. Федерация: МПК C01B 31/06/Пузырь А.П., Бондарь В.С. -Опубл. 20.05.2005, Бюл. № 14.
- Brandt J., Andersson L.O., Porath J. Covalent Attachment of Proteins to Polysaccharide Carriers by Means of Benzoquinone//Biochim. Biophys. Acta -Protein Structure. -1975. -V. 386 (1). -P. 196-202.
- Ready to Use P-Benzoquinone-Activated Supports for Biochemical Coupling with Special Applications for Laccase Immobilization/M.-A. Mateescu, G. Weltrowska, E. Agostinelli //Biotech. Tech. -1989. -V. 3 (6). -P. 415-420.
- Могильная О.А., Бондарь В.С. Сравнительные исследования анти-бактериальных свойств лизоцима при его адсорбции и ковалентном связывании на наноалмазах//Российские нанотехнологии. -2012. -Т. 7. -С. 43-48.
- Скоупс Р. Методы очистки белков. -М.: Мир, 1985. -358 с.
