Theo: Thi Mai Hoa Bach, Thanh Huyen Pham, Truong Son Dinh, Hiroshi Takagi, Characterization of collagenase found in the nonpathogenic bacterium Lysinibacillus sphaericus VN3, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, Volume 84, Issue 11, 1 November 2020, Pages 2293–2302, https://doi.org/10.1080/09168451.2020.1799748

Ngày đăng: 17/07/2020

Vui lòng ghi rõ nguồn https://cnsh.vnua.edu.vn/ khi đăng lại nội dung này

1. Giới thiệu

Collagenase của vi khuẩn là một loại enzyme có thể được tìm thấy ở cả loài gây bệnh và không gây bệnh. Nó đã được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, y tế hoặc lĩnh vực môi trường. 

T.M. Hoa Bach cùng cộng sự đã nghiên cứu về đặc điểm và ứng dụng của collagenase từ vi khuẩn không gây bệnh Lysinibacillus sphaericus VN3 ( LS collagenase) bằng cách kiểm tra các đặc tính khác nhau của LS collagenase bằng cách sử dụng enzyme tinh khiết cũng như cố gắng tạo ra một màng vết thương collagen từ LS collagenase tinh khiết trên một trong mô hình tổn thương nhiệt in vivo sử dụng các mẫu đất và nước thải được thu thập từ bãi rác Nam Sơn ở xã Sóc Sơn, Hà Nội, Việt Nam.

2. Đặc điểm và định danh chủng Lysinibacillus sphaericus VN3

Trên môi trường chọn lọc, khuẩn lạc của chủng VN3 có màu xám, khô, có bề mặt nhăn, dạng tròn sau 24 giờ ủ ở nhiệt độ 37 °C. 

Chủng VN3 có thể được xác định là L. sphaericus dựa trên các đặc điểm sinh hóa và sinh lý. Kết quả BLAST trình tự rDNA 16S chỉ ra rằng chủng VN3 có độ tương đồng 98% với L. sphaericus.

3. Đặc điểm của collagenase từ L. sphaericus VN3

Collagenase là một yếu tố quan trọng trong sự xâm nhập và lây truyền của vi khuẩn gây bệnh. Trong trường hợp vi khuẩn không gây bệnh, collagenase là một loại enzyme thiết yếu cần thiết để sử dụng collagen làm nguồn dinh dưỡng. Trường hợp này tương tự như L. sphaericus VN3, chúng sử dụng collagen làm nguồn cacbon và nitơ trong môi trường nuôi cấy.

Độ tinh sạch được kiểm tra dưới tác động của nhiệt độ, pH, ion kim loại và các thuốc thử. Enzyme được tinh sạch từ quy trình ba bước trải qua 20 lần tinh sạch với hiệu suất 25% từ dịch chiết thô. Nhiệt độ và pH tối ưu cho hoạt động của enzyme này là khoảng 37°C và pH 7,0. Collagenase không bền trong khoảng 50°C đến 60°C, ở nhiệt độ đó hoạt tính gần như bị mất. Do đó, collagenase này thuộc nhóm các protease trung tính.

Các nghiên cứu động học cho thấy enzyme này có hoạt tính thủy phân đối với collagen và gelatin lớn hơn so với casein. LS collagenase là một enzyme thủy phân protein phụ thuộc kim loại (metalloproteinases) điển hình giống như nhiều enzyme vi khuẩn khác có chứa một Zn2+ thiết yếu.

4. Thử nghiệm in vivo cho tác dụng chữa lành vết thương màng collagen

Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã mô phỏng cách thức tiến hành thử nghiệm khả năng của LS collagenase trong việc điều trị bỏng bằng cách tạo màng collagen với độ dày 4 mm.

Hình 1. Da và gân bò trước khi xử lý bằng collagenase L. sphaericus VN3. (a) bột gân và da bò được cho vào Sodium phosphate (b) Collagen từ bò không tan được quan sát với kính hiển vi điện tử quét (SEM) độ phóng đại 5000x. (c) collagenase tinh khiết được dùng để thủy phân vật liệu (d) Collagen tan được quan sát dưới SEM độ phóng đại 5000x.

Trong nghiên cứu này, da và gân bò được sử dụng để tạo màng collagen. Ở giai đoạn đầu, việc chữa lành vết thương ở nhóm thỏ đối chứng và thí nghiệm diễn ra tương tự. Sau quá trình xử lý nhiệt, nhóm thỏ được điều trị bằng màng collagen thể hiện sự phục hồi nhanh hơn so với nhóm đối chứng. Sau khi màng collagen được loại bỏ, vùng da được tái tạo không có sẹo nhỏ, biểu hiện sự phục hồi hoàn toàn với sự bao phủ kín bởi lông. 

Hình 2. Thay đổi của mô trong quá trình chữa lành vết thương da thỏ. (a) Băng vết thương đường làm từ dung dịch tan và không tan từ da và gân bò. (b) Vùng da thỏ bị bỏng sau khi xử lý nhiệt. Vết thương phục hồi với màng collagen (c) sau một tuần và (d) sau 3 tuần điều trị. 1: Vùng da bị bỏng và hoại tử. 2: Lớp biểu mô phục hồi sau bỏng.

Mặc dù thiếu cấu trúc xoắn ba tự nhiên, màng collagen thủy phân đã được chứng minh là có khả năng thúc đẩy việc thu hút bạch cầu trung tính và ổn định nồng độ đại thực bào và phản ứng viêm để quá trình chữa lành có thể diễn ra.

Danh mục tài liệu tham khảo

Thi Mai Hoa Bach, Thanh Huyen Pham, Truong Son Dinh, Hiroshi Takagi, Characterization of collagenase found in the nonpathogenic bacterium Lysinibacillus sphaericus VN3, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, Volume 84, Issue 11, 1 November 2020, Pages 2293–2302, https://doi.org/10.1080/09168451.2020.1799748


Người dịch: Trần Thị Minh Phương - K64CNSHE

Biên tập: Đào Mỹ Hoa - K65CNSHE, Nguyễn Văn Khoa - K64CNSHE