Водно-солевая экстракция как метод получения смеси биологически активных соединений белковой природы из поджелудочной железы свиньи

Актуальным решением проблемы переработки отходов мясной промышленности в России является получение полезных биологически активных соединений из богатых ими органов. Целью настоящего исследования было изучение эффективности метода экстракции физиологическим раствором как способа извлечения смеси перспективных биологически активных соединений из поджелудочной железы свиньи, а также определение оптимального времени процесса. Исследование заключалось в проведении экстракции поджелудочной железы 0,9% раствором натрия хлорида в течение 5 ч 30 мин с дальнейшим определением общей концентрации белка биуретовым методом. Также получен протеомный профиль образцов, отбираемых на протяжении всего процесса, методом одномерного денатурирующего электрофореза по Лэммли в 12,5% полиакриламидном геле. На основе анализа зависимости содержания общего белка в экстрагенте от времени определено оптимальное время экстракции, которое составило 135–150 мин. По результатам электрофореза и данных биоинформационного анализа оптимальное время экстракции для целенаправленного выделения низкомолекулярной фракции соединений составляло 90 мин. На электрофореграммах обнаружены 13 белковых полос с молекулярной массой 52 кДа и ниже. Таким образом, 0,9% раствор натрия хлорида применим для получения экстрактов, богатых биоактивными веществами, в том числе гормонами, ферментами и другими физиологически активными соединениями.

1. Козырев, И. В., Федулова, Л. В. (2016). Повышение прибыли предприятия за счет сбора эндокринноферментного и специального сырья. Мясные технологии, 3, 6–11.

2. Сусь, И.В., Люблинская, Л.А., Бабурина, М.И. (2010). «Первичка» для мясной промышленности и не только. Все о мясе, 5, 20–23.

3. Василевская, Е.Р. (2019). Разработка кормовой добавки на основе биологически активных веществ из сырья животного происхождения. Автореф. дис. … канд. техн. наук. Москва: ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН. — 24 с.

4. Савельева, Т.И., Асланова, Т.А., Гордиенко, И.М. (2018, 20 декабря). Технология получения биологически активных пептидов из вторичного сырья животного происхождения. Cборник III Всероссийской (национальной) научной конференции. Новосибирск: Новосибирский государственный аграрный университет, 2018.

5. Чернуха, И.М., Федулова, Л.В., Василевская, Е.Р., Ертикеева, Е.А., Ахремко, А.Г. (2015). Соединения антимикробного действия в слизистых оболочках животных. Все о мясе, 5, 32–35.

6. Василевская, Е.Р. (2019, 1–11 июня). Тканеспецифичные белки, полученные с использованием воды с модифицированным изотопным составом. Материалы Международной конференции NT + M&Ec`2019. Гурзуф: ООО «Институт новых информационных технологий», 2019.

7. Василевская, Е.Р., Иванова, Е.А. (2018). Вода с пониженным содержанием дейтерия как основа для получения биологически активных веществ из иммунных органов Sus scrofa. Международная научнопрактическая конференция, посвящённая памяти Василия Матвеевича Горбатова. Москва: ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, 2018. № 1. — С. 43–45.

8. Котенкова, Е.А., Василевская, Е.Р., Ахремко, А.Г. (2017, 2–12 июня). Влияние воды с модифицированным изотопным D/H составом на белково-пептидный профиль экстр актов животного происхождения. Материалы Международной конференции. Гурзуф: ООО «Институт новых информационных технологий», 2017.

9. Федулова, Л.В., Василевская, Е.Р. (2017, 8–9 июня). Биотехнологические аспекты разработки природного иммунокорректора как прогрессивная технология высококачественной продукции животноводства. Материалы Международной конференции. Волгоград: Сфера, 2017.

10. Джимак, С.С., Федулова, Л.В., Василевская, Е.Р., Басов, А.А. (2019, 1–11 июня). Влияние различных фракций полипептидов, полученных из органов иммунной системы Sus scrofa на иммунологическую реактивность крыс. Материалы Международной конференции NT + M&Ec`2019. Гурзуф: ООО «Институт новых информационных технологий», 2019.

11. Mora, L., Reig, M., Toldrá, F. (2014). Bioactive peptides generated from meat industry by-products. Food Research International, 65(PC), 344–349. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2014.09.014

12. Дамдинсурэн, Л., Алимаа, Ж., Чимэгээ, Н., Ариунаа, Э. (2016). Биологически активные вещества животного происхождения. Материалы конференции: Теоретические и практические вопросы интеграции химической науки, технологии и образования. Улан-Удэ: Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, 2016.

13. Салова, Т. Ю., Громова, Н. Ю. (2016). Теоретические аспекты получения биологически активных веществ из растительного и животного сырья. Успехи современного естествознания, 3, 39–43.

14. Котенкова, Е. А. (2018). Антимикробные биологически активные вещества, выделенные из слизистых оболочек свиней, как альтернативной подход к продлению сроков годности пищевой продукции. Вопросы питания, 87(S5), 278–279.

15. Новиков, Д. А. (2014). Выделение и очистка продуктов биотехнологии. Методическое пособие. Минск: БГУ, 2014.

16. Притужалова, А.О. (2017). Анатомия и морфология поджелудочной железы крупного рогатого скота. Молодежь и наука, 4–1, 55.

17. Нефёдова, А. Р., Парамонова Р. Н. (2019). Инсулинотерапия XX века и производство инсулина в СССР. Память о прошлом –2019. 89–95.

18. Torcello-Gómez, A., Dupont, D., Jardin, J., Briard-Bion, V., Deglaire, A., Risse, K. et al. (2020). Human gastrointestinal conditions affect: In vitro digestibility of peanut and bread proteins. Food and Function, 11(8), 6921–6932. https://doi.org/10.1039/d0fo01451f

19. Muntholib, Sulistyaningrum, D., Subandi, Marfu’ah, S. (2020). Identification of flavonoid isolates of papaya (carica papaya L.) seed and their activity as pancreatic lipase inhibitors. Paper presented at the AIP Conference Proceedings, 2231, Article 3456. https://doi.org/10.1063/5.0003456

20. Пат. № 2088241. Способ получения основного ингибитора протеаз из легкого и поджелудочной железы крупного рогатого скота / Пак В. Н., Овечкина Л. Г. Опубл. 28.07.1997.

21. Заболоцкая, Е. Р., Виноходов, Д. О. (2018). Современные методы выделения и очистки ферментов. отделение нуклеаз от протеолитических ферментов в экстракте поджелудочной железы крупного рогатого скота. Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета), 47(73), 62–68.

22. Барбашов, К.А., Шубина. Т.П. (2020, 30 апреля). Поджелудочная железа у животных. Сборник статей XXVIII международной научно-практической конференции. 2020 — Москва: Актуальность РФ,2020.

23. Кашинова, Э.Б., Котенкова, Е.А., Ертикеева, Е.А., Ахремко, А.Г. (2016). Оптимизация технологических режимов выделения биологически активных веществ из сырья животного происхождения. Актуальная биотехнология, 1(16), 17–22.

24. Кашинова, Э.Б. (2016). Исследование in vitro биологической активности низкомолекулярных фракций, выделенных из органов желудочнокишечного тракта свиней. Международная научно-практическая конференция молодых учёных и специалистов отделения сельскохозяйственных наук Российской академии наук. Москва: ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, 2016.

25. Gomathi, D., Ravikumar, G., Kalaiselvi, M., Devaki, K., Uma, C. (2013). Efficacy of evolvulus alsinoides (L.) L. on insulin and antioxidants activity in pancreas of streptozotocin induced diabetic rats. Journal of Diabetes and Metabolic Disorders, 12(1), Article 39. https://doi.org/10.1186/2251–6581–12–39

26. Дубровина, В.И., Лукьянова, С.В., Юрьева, О.В., Витязева, С.А., Николаев, В.Б., Ястремская, К.Ю. и др. (2015). Оценка иммуногенных свойств антигенного препарата Bacillus anthracis Sternе 34F2 в сочетании с нанокомпозитами (сообщение 3). Эпидемиология и вакцинопрофилактика, 14(5(84)), 62–66.

27. Логунова, Л.В., Зубрильчев, И.В., О. В. Андрианова, О.В. (2013). Динамика структурных преобразований предстательной и поджелудочной желез, а также изменение содержания неферментных катионных белков при некоторых эндокринопатиях. Астраханский медицинский журнал, 4, 86–88.

28. Василевская, Е.Р. (2017). Сравнительное изучение белкового профиля животных экстрактов после заморозки. Международная научнопрактическая конференция, посвящённая памяти Василия Матвеевича Горбатова. Москва: ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, 2017. № 1. — С. 57–58.

29. Василевская, Е.Р., Котенкова, Е.А., Лукинова, Е.А., Калинова, Е.А. (2017). Методология исследования белково-пептидных компонентов экстрактов тканей sus scrofa. Теория и практика переработки мяса, 2(3),79–85. https://doi.org/10.21323/2414–438X-2017–2–3–79–85

30. UniProt Protein knowledgebase (UniProtKB), 2002–2020. Retrieved from https://www.uniprot.org/ Accessed December 16, 2021

31. Rouimi, P., Anglade, P., Benzekri, A., Costet, P., Debrauwer, L., Pineau, T., Tulliez, J. (2001). Purification and characterization of a glutathione S transferase omega in pig: Evidence for two distinct organspecific transcripts. Biochemical Journal, 358(1), 257–262. https://doi.org/10.1042/0264–6021:3580257

32. Jiang, G., Zhang, B. B. (2003). Glucagon and regulation of glucose metabolism. American Journal of Physiology — Endocrinology and Metabolism, 284(4 47–4), E671-E678. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00492.2002

33. Monnet, E., Smeak, D.D. (2020). Anatomy and Physiology of the Stomach. Chapter in a book: Gastrointestinal Surgical Techniques in Small Animals. John Wiley & Sons, 2020.

34. Liebscher, S., Ambrose, R. L., Aktepe, T. E., Mikulasova, A., Prier, J. E., Gillespie, L. K. et al. (2018). Phospholipase A2 activity during the replication cycle of the flavivirus west nile virus. PLoS Pathogens, 14(4), Article e1007029. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PPAT.1007029

35. Astudillo, A. M., Balboa, M. A., Balsinde, J. (2019). Selectivity of phospholipid hydrolysis by phospholipase A2 enzymes in activated cells leading to polyunsaturated fatty acid mobilization. Biochimica Et Biophysica Acta — Molecular and Cell Biology of Lipids, 1864(6), 772–783. https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2018.07.002

36. Entwistle, L. J., Pelly, V. S., Coomes, S. M., Kannan, Y., Perez-Lloret, J., Czieso, S. et al. (2017). Epithelial-cell-derived phospholipase A2 group 1B is an endogenous anthelmintic. Cell Host and Microbe, 22(4), 484–493.e5. https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.09.006

37. Lang, D. —T., Wang, X. -P., Wang, L., Yu, L. (2017). Molecular evolution of pancreatic ribonuclease gene (RNase1) in Rodentia. Journal of Genetics and Genomics, 44(4), 219–222. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2017.03.002

38. Haque, N., Prakash Prabhu, N. (2018). Binding orientation and interaction of bile salt in its ternary complex with pancreatic lipase-colipase system. Biochemical and Biophysical Research Communications, 499(4), 907–912. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2018.04.018

39. Ørgaard, A., Holst, J. J. (2017). The role of somatostatin in GLP 1-induced inhibition of glucagon secretion in mice. Diabetologia, 60(9), 1731–1739. https://doi.org/10.1007/s00125–017–4315–2

40. Svendsen, B., Holst, J. J. (2021). Paracrine regulation of somatostatin secretion by insulin and glucagon in mouse pancreatic islets. Diabetologia, 64(1), 142–151. https://doi.org/10.1007/s00125–020–05288–0

41. Чернуха, И.М., Федулова, Л.В., Котенкова, Е.А., Шишкин, С.С., Ковалев, Л.И. (2016). Dлияние автолиза на протеомно-пептидный профиль сердечной мышцы и аорты Bos taurus и Sus scrofa. Теория и практика переработки мяса, 1(2), 4–9. https://doi.org/10.21323/2414–438X-2016–1–2–4–9

42. Mosolov, V.V., Valueva, T.A. (2011). Inhibitors of proteolytic enzymes under abiotic stresses in plants (Review). Applied Biochemistry and Microbiology, 47(5), 453–459. https://doi.org/10.1134/S0003683811050097

43. Гагарина, И.Н., Горькова, И.В., Костромичева, Е.В., Ботуз, М.И. (2015). Ингибиторы ферментов трипсина и химотрипсина в картофеле. Современные тенденции развития науки и технологий, 3–2, 49–51.

44. Петибская, B. C. (1999). Ингибиторы протеолитических ферментов. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 5–6(252– 253), 6–10.

45. Никифорова Т. Е. (2007). Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания. Иваново: Ивановский государственный химико-технологический университет, 2007.

46. Поляков, В.Ф., Ипатова, О.М., Усачев, И.И. (2018). Ингибиторы протеаз молозива млекопитающих, их функция в процессах пищеварения и защите организма животных. Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии, 5(69), 34–41.

47. Сереброва С. Ю. (2006). Перспективы применения ферментных препаратов в гастроэнтерологии. Болезни органов пищеварения, 8(1), 23–27.

48. Немова, Н. Н., Бондарева, Л. А. (2008). К вопросу об эволюции протеолитических ферментов. Биомедицинская химия, 54(1), 42–57.

49. Protease-Inhibitor Mix M. Serva. Serving scientists. Retrieved from https://serva.de/enDE/ProductDetails/810_39102_Protease_Inhibitor_Mix_M_0_0.html Accessed May 20, 2021.

50. Pamirsky, I. E., Borodin, E. A., Shtarberg, M. A. (2012). Regulation of Proteolysis of Plant and Animal Inhibitors. LAP Lambert Academic Publishing, 2012.

51. Cotabarren, J., Lufrano, D., Parisi, M. G., Obregón, W. D. (2020). Biotechnological, biomedical, and agronomical applications of plant protease inhibitors with high stability: A systematic review. Plant Science, 292, Article 110398. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2019.110398