創傷治癒におけるBacillus Safensis Lab418からの固定化組換えセリンアルカリプロテアーゼ：遺伝子クローン、異種発現、最適化、および特性評価

微生物プロテアーゼは、さまざまな産業用途での効率性を証明しています。しかし、創傷治癒プロセスの加速におけるそれらの応用は、以前の研究で一貫性がありませんでした。この研究では、異種発現を使用して、セリンアルカリプロテアーゼの過度の才能を得ました。セリンプロテアーゼをコードする遺伝子APREは、Bacillus Safensis Lab 418から分離され、PET28A（+）発現ベクターを使用して大腸菌BL21（DE3）で発現しました。遺伝子配列には、NCBI GenBankにアクセッション番号OP610065が割り当てられました。組換えプロテアーゼ（APRESAF）のオープンリーディングフレームは383アミノ酸で、分子量は35 kDaでした。APRESAFの収率は、最適化条件後に最大収量は77.43 U/mLの最大収量で、天然のセリンプロテアーゼ（SAFWD）と比較して300 U/mLに増加しました。APRESAFは、修正されたアミン官能化フィルム（MAF）に固定されました。固定化された遊離組換え酵素の生化学的特性を比較することにより、前者は独特の生化学的特性を示しました：熱安定性の改善、より広いpH範囲にわたるアルカリの安定性、および効率的な再利用性。固定化されたセリンプロテアーゼは、創傷治癒を促進するために効果的に利用されました。結論として、我々の研究は、創傷治癒のための固定化された組換えセリンプロテアーゼの適合性を示しており、これが創傷管理のための実行可能な代替治療薬であることを示唆しています。

Microbial proteases have proven their efficiency in various industrial applications; however, their application in accelerating the wound healing process has been inconsistent in previous studies. In this study, heterologous expression was used to obtain an over-yielding of the serine alkaline protease. The serine protease-encoding gene aprE was isolated from Bacillus safensis lab 418 and expressed in E. coli BL21 (DE3) using the pET28a (+) expression vector. The gene sequence was assigned the accession number OP610065 in the NCBI GenBank. The open reading frame of the recombinant protease (aprEsaf) was 383 amino acids, with a molecular weight of 35 kDa. The yield of aprEsaf increased to 300 U/mL compared with the native serine protease (SAFWD), with a maximum yield of 77.43 U/mL after optimization conditions. aprEsaf was immobilized on modified amine-functionalized films (MAFs). By comparing the biochemical characteristics of immobilized and free recombinant enzymes, the former exhibited distinctive biochemical characteristics: improved thermostability, alkaline stability over a wider pH range, and efficient reusability. The immobilized serine protease was effectively utilized to expedite wound healing. In conclusion, our study demonstrates the suitability of the immobilized recombinant serine protease for wound healing, suggesting that it is a viable alternative therapeutic agent for wound management.