固定化されたpapainの使用は何であるか。

パパイヤ(carica papaya)、別名ウッドアップル、長寿果実、ミルクフルーツとも呼ばれ、カリカサ科、カリカサ属の多年草小木である。中国南部では重要な栽培地域である[1]。広西チワン族自治区亜熱帯作物研究所のパパイヤ革新チームの統計によると、広西チワン族自治区のパパイヤの栽培面積は約4000ヘクタールで、全国の栽培面積の約60%を占めている。

papain (ec: 3.4.22.2)は、熱帯の果実パパイヤに由来するチオールを含むタンパク質分解酵素の一種であり、パパイヤの木の根、茎、葉に広く存在し[2]、特に熟していない果実の新鮮なラテックスに豊富に存在する[3]。papainは212アミノ酸からなる1つのポリペプチド鎖エンドペプチダーゼで、システイン残基が25位、ヒスチジン残基が158位である[4]。papainは、高い熱安定性、広いph許容範囲、低い基質特異性を示すため、食肉の軟質化、絹の脱ガム、飼料品質の改善などに使用される一般的な生物学的触媒です。中国のpapain酵素産業はまだ初期段階にありますが、大きな市場需要があり、大きな開発可能性と強力な成長勢いを示しており、さらなる研究が必要です。

酵素はタンパク質であるため、触媒活性を失い、短期間または一回の使用後に不活性になることが多く、再利用には適さない。適切な方法で特定のキャリアに酵素を固定化することで、酵素安定性の向上、貯蔵寿命の延長、分離・回収の促進、利用率の向上、反応時間の短縮が可能となり、製造コストの削減につながります。固定化によって、papainの酵素的性質も著しく増強される。本稿では,様々な産業における固定化papainの応用を概観し,固定化papainの開発と応用の参考とすることを目的とする。

第1話では、パパイヤの封印を解くために登場

長年の研究と実践を通じて、埋め込み、吸着、架橋、結合などの従来の方法から、膜固定化[5]、マイクロ波支援固定化[6]、キャリアフリー固定化[7]などの新しい方法まで、多くの有効な酵素固定化法がまとめられています。このうち、papainの固定化には吸着法、埋め込み法、キャリア架橋法が一般的に用いられている[8]。li lin[9]は、変性竹材料をキャリアとして利用し、papainを固定化するために吸着法と共有結合法の両方を用いて、動作安定性、貯蔵安定性、アルカリ性耐性、高温耐性を向上させた固定化papainを開発した。

baidamshinaら[10]中分子量(200 kda)および高分子量(350 kda)キトサンマトリックス上に固定化されたpapainは、より高い熱安定性と長い半減期を示した。wei meipingら[11]金属キレート化を用いて磁性粒子上に固定化したpapain。固定化されたpapainは効果的に黒蟻タンパク質を分解した。固定化酵素は遊離酵素に比べて再生しやすく、再生後の酵素活性が安定しているなどの利点を示した。これらの結果は、固定化されたpapainの熱安定性、アルカリ性抵抗性などの酵素特性をさらに最適化・改善することができ、様々な用途に適していることを示しています。

2代目パチンコ師

2.1固定化されたpapainの食品産業への応用

ごぼうは、栄養価の高い伝統的な中国の薬用・食用植物です。ゴボウに含まれる多糖類は、抗酸化作用、抗凝固作用、血糖値低下作用などの生物学的活性を有しており、食品や健康に非常に有用です。キトサンを担体とし、適切な条件でパパンを処理することにより、固定化されたパパンを得ることができる。この固定化パパンを用いてゴボウ多糖類(抽出パラメータ:ph 6.5、時間8時間、固液比1:20、酵素投与量1.8 g/g)を抽出したところ、抽出率11.04%を達成し、5回の反復使用で50%以上の酵素活性を保持していた。本研究は、ゴボウ多糖類を抽出するための有効な方法を確立し、他の薬用植物や食用植物からの生理活性成分抽出のための参考文献となる[12]。

ジュース、ビール、その他の飲料は、低温または長期間の保管中に冷たいかすみ(チル・ヘイズ)が発生し、製品の品質に影響を与えることがあります。早くも1990年代には、中国の研究者は飲料のかすみ問題に対処するための固定化酵素の応用について研究を始めていた。xu fengcaiら[13]は、ナイロンを固定化したpapainをビールの治療に使用した。固定化されたpapain処理後、無処理と比較してビールの濁度は2 ~ 11倍、タンパク質含有量は55%減少した。さらに、ビール本来の風味を保ち、低温保存時間を延長し、チル・ヘイズ現象を大幅に改善した。ナイロンをキャリアとして使用することに加えて、ビールはキチン固定化されたpapainで処理することもできます。jiang yongmingら[14]は、キチンを担体として、グルタルアルデヒドを架橋剤として用いて、ビールの解明実験のために固定化されたpapainを調製した。実験の結果、最適な条件下でキチン固定化されたpapainで処理したビールのタンパク質濃度は56.5 mg/ lから2.7 mg/ lに低下し、明確化効果が顕著で、ビールの品質向上と商品価値向上に有益であることが示された。

キトサン固定化パパインは、フルーツジュースの明確化にも適用することができます。yava§er[15]は、n, n-メチレンビス(アクリルアミド)架橋アクリレートメチル- 2-ヒドロキシエチルエステルとグルタルアルデヒド架橋冷凍キトサンを用いてpapainを固定化し、papainを用いてリンゴジュースの清明化を行った。ph 4.08の反応条件下では、固定化されたパパンの明確化率は31.4%に達したが、遊離パパンの明確化率は14.7%にとどまり、固定化された酵素の明確化率よりも有意に低かった。これは、凍結ゼラチン化キトサンのみで得られた明確化率(12.5%)に近いものであった。

leilaら[16]は、磁性ナノ粒子を用いたpapainの固定化に関する研究を行い、ザクロジュースの治療には遊休papainと固定化papainを用いた。50°cでは、14日目に遊離パパンと固定化パパンで処理したザクロ果汁の濁度はそれぞれ44.2と44.7で、未処理のザクロ果汁の濁度(92.7)より有意に低かった。このうち、固定化されたpapainは、10回の再利用で約40%の酵素活性を維持し、20日後には80%近くの酵素活性を維持していた。食品の安全性への関心が高まる中、果物由来のpapainは、食品業界の安全要件に適合し、この分野での広範な適用に有利である。固定化後のpapainは、熱安定性、アルカリ性耐性、再生特性が向上しており、食品業界への適用範囲の拡大が望まれています。

2.2固定化されたpapainの製薬業界への応用

固定化されたpapainの製薬業界への適用も顕著な進歩を遂げています。Cat'の爪は、植物スマイラックスglabra、一般的な伝統的な中国医学の乾燥根茎です。その多糖類は、抗炎症作用、抗腫瘍作用、抗酸化作用、免疫調節作用などの豊富な生物活性を有し[17-19]、医学的および健康上の有意な利点を実証している。liao qiyuanら[20]は、固定化されたpapainを用いてcat&の粗多糖からタンパク質を除去した#最適条件:12%固定化酵素、60°cの酵素加水分解温度、2時間の酵素加水分解時間、ph 6.0。多糖の保持率73.2%、タンパク質の除去率71.3%で、cat&の作用に対するタンパク質の干渉を効果的に低減します#39; s爪だまた、本研究は、今後の漢方薬の有効成分抽出・精製の参考にもなる。

固定化されたパパンは、創傷治療に一定の効果を有する[21]。vasconcelosら[22]ペルオキシバクテリア性セルロース(oxbc)膜上に固定化されたpapain。oxbcの固定化されたpapainは膜を拡張した&#シミュレートされた炎症を起こした肌に39;のアクション時間、この特性はoxbc膜を強化します&#将来の医療バイオドレッシングのための新しい可能性を提供し、慢性皮膚創傷から膿や壊死組織を除去する39の有効性。

抗原結合断片(fab)は特定の疾患を治療するための抗体医薬品として機能する。また、いくつかのfabベースの抗体医薬品が、米国食品医薬品局(fda)によって承認されています[23]。armutcuらは[24]、冷凍ゲル固定化されたpapainバイオリアクターを用いてヒト免疫グロブリンg (igg)抗体を消化し、消化産物の定性的分析を行った。実験の結果、iggの消化率は80.6%に達し、fabフラグメントは37.84%を占め、消化産物の中で最も豊富なフラグメントとなりました。今回の研究は、固定化されたpapainが免疫グロブリンの消化を介して治療薬のfab断片を効果的に得ることを示している。上記の研究に加えて、多くの報告が、固定化されたpapainが臨床応用において重要な治療結果を達成したことを示しており、製薬業界におけるpapainのさらなる研究に重要な意味を持つ。

豊富な資源、学際性、低コストを特徴とするバイオ医薬品は、急速な発展を遂げ、現在、研究のホットスポットの一つとなっています。papainは、植物由来の天然物として、既に一定の利用価値を実証しています。固定化後は、その性能が向上し、バイオ医薬品や臨床医学においてより画期的な結果を達成することを目指して、その追加機能や応用経路のさらなる探求が容易になります。

2.3固定化されたpapainの他の産業への応用

2.3.1生物活性ペプチド調製

一般的に生理活性ペプチドとは、異なる組成や配列を持つアミノ酸から構成され、分子量6000 d未満で、高い生物活性と生体適合性を示すペプチドを指す[25-28]。また、抗菌、抗疲労、免疫調節などの機能を有し[29]、日々の健康維持や臨床研究にも重要な役割を果たしています。大豆ペプチドは大豆タンパク質の加水分解によって生成される短いペプチドで、血圧低下、コレステロール低下、抗酸化活性などの生理機能を示す[30]。

cao yuhuaら[31]は、キトサンを担体とし、それを固定化するためにグルタルアルデヒドと架橋したpapainを用いた。本研究では、55°c、ph 7.8、基板濃度2.0 ~ 3.0 mg/ ml、流量0.2 ml /minの加水分解条件下で大豆ペプチドの調製に成功しました。42.6%の加水分解度と1.453 mg/ mlの大豆ペプチド含有量を持つ酵素加水分解物。抗酸化ペプチドは、活性酸素の生成を抑制したり、フリーラジカルを除去したり、過酸化物を分解したり[32]するなどの機能を有しており、安全性の高い天然の抗酸化物質です。

yang juxing[33]は、自己調製したメソポーラス材料l-mcm-41を担体として利用し、papainと加水分解したホタテプタンパク質を固定化し、抗酸化性ホタテプペプチドを調製した。その結果、固定化酵素を加水分解して得られたホタテのペプチドは、非固定化酵素に比べて高い抗酸化活性を示しました。固定化酵素を用いた酵素加水分解によって得られるホタテップペプチドの最大還元力は遊離酵素の約2倍であり、酵素加水分解時間が大幅に短縮された。diao wenjinらは[34]、超大細孔ポリ(メタクリル酸メチル)を担体としてpapainを固定化し、酵母タンパク質の触媒加水分解によって酵母の抗酸化ペプチドを生成させた。固定化されたpapainの触媒作用の下で、加水分解産物の最高の抗酸化活性は81.2 mol te /gに達し、野菜や果物のそれをはるかに上回った。さらに、20回の繰り返し使用後、固定化されたpapainは初期酵素活性の35%を保持していた。

2.3.2繊維産業

papainは、絹のデガミング、革の柔軟化、ウールのしわ防止などの繊維プロセスに使用することができます[35-36]。そして、その利点は、固定化後にさらに強化することができます。[37]無水物の1,2,4-ベンゼントリカルボン酸と安息香酸テトラキ(2-ヒドロキシエチル)を化学修飾したpapainを、活性化された綿布上に固定化した。固定化された修飾酵素は、熱安定性、耐アルカリ性、耐洗浄性を大幅に向上させました。界面活性剤の濃度を20 mg/mlにしたところ、フタル酸テトラメチルパパンの活性は約40%維持されたが、天然パパンの活性はほぼ完全に阻害された。本研究は、固定化された変性papainが、機能性繊維分野における綿繊維に応用可能な価値を示すものである。

2.3.3化学工業

酵素や酵素製剤を洗剤に添加することも触媒として働く。酵素は特定の有機汚れをより小さな分子に分解し、水溶性を高め、除去を促進する。プロテアーゼは洗剤に使われた最初の酵素でした[38]。sangeethaら[39]フタル酸でコーンスタミンゲル上に修飾した固定化されたpapainは、98%の固定率を達成し、カオリンなどの他のキャリアよりも有意に高い。固定後のpapainの保持酵素活性は約78%であったが、熱安定性と最適ph値も向上した。

固定化酵素を洗剤に添加すると、遊離したパパンに比べて高い酵素活性を示しました。これらの実験結果は、変性papainの家庭用洗濯洗剤への応用の可能性を示している。環境保護意識の高まりとともに、化学工業に対する要求も高まっています。papainは、環境汚染を起こさない植物由来の酵素で、環境にやさしい触媒です。固定化後は再利用が可能になり、廃棄物の処理をさらに削減することができます。これはグリーン開発の概念に沿ったものであり、化学産業での開発と応用を促進します。

3展望

パパイヤは中国で広く栽培されており、パパインは長い歴史を持ち、応用範囲も広く、大きな発展の可能性を秘めています。固定化されたパパインは、遊離パパインと比較して、広いph許容範囲と高い熱安定性を示し、再利用することができ、効果的に使用コストを削減し、生産効率を向上させ、パパイヤの市場価値を高めます。

このような特性から、「固定化パパイン」は様々な分野で一定の成果を上げている。しかし、現在のpapainの研究やその固定化はまだ初期段階であり、産業応用の可能性は限られています。現在の成果では、急速に成長する中国の産業需要を満たすには不十分です。これはまた、papainとその固定化に開発と生産価値の大きな余地があることを示しています。したがって、それからこの件は緊急関連研究者支援、開発に利用方法、固定化革新技術など繁殖enzyme-specificの株、酵素生の酵素分離斎戒し、papainの潜在力を十分に利用効率よくを全面的かつに、付加価値を高める、木瓜、パパイヤのリソース利用経路を拡大さらにパパイヤの成長産業振興の近代化の速度を速めるChina'の亜熱帯の専門農業。

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