ДОСЛІДЖЕННЯ УМОВ КУЛЬТИВУВАННЯ ВACILLUS SUBTILIS ЯК ПРОДУЦЕНТА ПРОТЕОЛІТИЧНИХ ФЕРМЕНТІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2026.1.04Ключові слова:
культивування, Bacillus subtilis, ферменти, протеази, середовище для культивування, біосинтез, технологіїАнотація
У статті наведено результати дослідження, присвяченого вивченню умов культивування штаму Bacillus subtilis В-7018 як продуцента протеолітичних ферментів у лабораторних умовах. Обґрунтовано актуальність використання протеаз бактеріального походження у різних галузях промисловості та ветеринарній медицині, зокрема для ро-зробки препаратів, що сприяють очищенню ран і стимуляції процесів регенерації тка-нин. Показано доцільність використання Bacillus subtilis як безпечного та ефективного мікроорганізму-продуцента ферментів.
У роботі досліджено культурально-морфологічні властивості штаму B. subtilis В-7018, а також проаналізовано вплив складу живильного середовища та умов культиву-вання на ріст клітин і біосинтез протеаз. Культивування проводили на живильних сере-довищах LB та м’ясо-пептонному бульйоні (МПБ) за температури 37 °С та різної три-валості ферментації. Приріст біомаси визначали нефелометричним методом, а протео-літичну активність – за модифікованим методом Ансона з використанням казеїну як субстрату.
Експериментально встановлено, що живильне середовище LB забезпечує більш інтенсивний ріст культури та вищу продуктивність протеолітичних ферментів порівня-но з МПБ. Показано, що максимальна протеолітична активність культуральної рідини спостерігається через 27–30 год культивування, що відповідає переходу культури у стаціонарну фазу росту. Визначено оптимальні значення рН середовища для синтезу протеаз, які знаходяться в межах 7,5–8,0. Встановлено кореляцію між концентрацією білка, кількістю клітин та рівнем ферментативної активності.
Досліджено вплив додаткових білкових субстратів на біосинтез протеаз. Показа-но, що внесення казеїну в концентрації 0,5 % стимулює продукцію протеолітичних фе-рментів, тоді як желатин чинить слабкий інгібуючий ефект. Отримані результати підт-верджують перспективність оптимізації складу живильного середовища та умов куль-тивування для інтенсифікації біосинтезу протеаз штамом Bacillus subtilis В-7018
Посилання
Song P. Microbial proteases and their applications. Frontiers in Microbiology. 2023. Vol. 14. P. 1–24.
Shkarlat P. A., Harmash S. M. Mikrobni proteolitychni fermenty perevahy ta per-spektyvy zastosuvannia u veterynarii. Nalezhni rishennia dlia prohalyn u farmatsii: vidpovid-no do yevropeiskykh priorytetiv: zbirnyk naukovykh prats II Mizhnarodnoi studentskoi nau-kovo-praktychnoi konferentsii, m. Lviv, 14–15 lystopada 2024 r. Lviv. 2024. P. 53.
Derzhavna sluzhba Ukrainy z pytan bezpechnosti kharchovykh produktiv ta zakhys-tu spozhyvachiv. Reiestry u sferakh veterynarnoi medytsyny ta bezpechnosti kharchovykh produktiv. URL: https://dpss.gov.ua/diyalnist/bezpechnist-harchovih-produktiv-ta-veterinarna-medicina/reyestri (дата звернення: 04.12.2025).
Hou W., Zhang X., Liu C.-F. Progress in chemical synthesis of peptides and pro-teins. Transactions of Tianjin University. 2017. Vol. 23. P. 401–419.
Liu Z.-Y., Yu X.-Z. Engineering Bacillus subtilis for high-value bioproduction: re-cent advances and applications. Microbial Cell Factories. 2025. Vol. 24. Art. 182.
Put H. Bacillus subtilis as a host for natural product discovery and engineering of biosynthetic gene clusters. Natural Product Reports. 2024. Vol. 41, No. 7. P. 1113–1151.
van Dijl J. M., Hecker M. Bacillus subtilis: from soil bacterium to super-secreting cell factory. Microbial Cell Factories. 2013. Vol. 12. Art. 3.
Contesini F. J., Melo R. R. d., Sato H. H. An overview of Bacillus proteases: from production to application. Critical Reviews in Biotechnology. 2017. Vol. 38, No. 3. P. 321–334.
Razzaq A. Microbial proteases applications. Frontiers in Bioengineering and Bio-technology. 2019. Vol. 7. Art. 110.
Anson M. L. The estimation of pepsin, trypsin, papain, and cathepsin with hemo-globin. Journal of General Physiology. 1938. Vol. 22, No. 1. P. 79–89.
Saeed H. Optimization and characterization studies of poultry waste valorization for peptone production using a newly Egyptian Bacillus subtilis strain. AMB Express. 2025. Vol. 15. Art. 9.
Pan I. Exploration of compost soil for the production of thermo-stable Bacillus protease to synthesize bioactive compounds through soy protein hydrolysis. Agronomy. 2023. Vol. 13, No. 4. Art. 1019.
Shad A. A. Production, partial purification and characterization of protease through response surface methodology by Bacillus subtilis K-5. Brazilian Archives of Biology and Technology. 2024. Vol. 67. Art. e24210355.
Sun B. The fermentation optimization for alkaline protease production by Bacillus subtilis BS-QR-052. Frontiers in Microbiology. 2023. Vol. 14. P. 1–13.
