Оптимизация условий выделения IgY из желтка куриных яиц

Введение. Иммуноглобулины Y (IgY), полученные в результате иммунизации сельскохозяйственной птицы против определенного патогена, обладают высокой активностью в отношении данного возбудителя. В настоящее время пассивная иммунизация с использованием IgY является весьма перспективной, благодаря отсутствию реакционной способности IgY в отношении Fc-рецепторов млекопитающих, низкой себестоимости и простоте выделения. Яичный желток является богатым источником IgY, общее содержание которого превышает 100 мг на одно куриное яйцо. Из-за существенных различий между сывороткой крови и яичным желтком, выделение иммуноглобулинов из последнего требует специфической очистки от липидной части желтка. Это достижимо посредством двукратной обработки, включающей процедуру отделения водорастворимой фракции (ВФ) от липидного матрикса при рН 4-5 и выделение IgY из ВФ. 
Цель. Целью данной работы является оптимизация условий выделения IgY, которые позволили бы реализовать вариант глубокой переработки яичного желтка.
Материалы и методы. Для достижения данной цели в качестве объекта исследования были взяты куриные яйца, и использованы статистический (РЦКП), аналитический (биуретовый), физико-химические (ДСН-ПААГ, ультрафильтрация) методы.
Результаты. Были подобраны следующие условия выделения IgY: замораживание раствора желтка в смеси натрий-фосфатный буфер: подкисленная до pH 5,0 вода в соотношении 1:6 при температуре -20⁰С и декантирование от липидных компонентов фильтрованием во время самопроизвольного оттаивания при комнатной температуре.  Полученную водорастворимую фракцию далее подвергали преципитации хлоридом натрия в концентрации 10 масс. % и   последующему концентрированию на мембране УАМ-10, что позволило достичь содержания основного вещества (IgY) не менее 95% в расчете на сухое вещество.
Выводы. Установлены условия проведения селективного выделения IgY из яичного желтка путем проведения оптимизации процесса: кратность разведения желточной суспензии равная 6 и концентрация добавляемой соли NaCl к водорастворимой фракции 10 масс. %; в результате было получено уравнение регрессии Y=8,1834X₁+5,5258X₂+0,6005X²₁+0,2819X²₂, обеспечивающее максимальную степени очистки целевого продукта от балластных белков и примесей, что позволяет получить IgY-содержащую фракцию с содержанием белка, варьирующимся в пределах 11,5 – 12,1 г/л и чистотой не менее 95%.

1. Thirumalai, D., Visaga Ambi, S., Vieira-Pires, R. S., Xiaoying, Z., Sekaran, S., & Krishnan, U. (2019). International journal of biological macromolecules, 136, 755-763. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.06.118

2. Nie, W., Zhao, C., Guo, X., Sun, L., Meng, T., Liu, Y., Song, X., Xu, K., Wang, J., & Li, J. (2019). Analytical biochemistry, 573, 44 – 50. https://doi.org/10.1016/j.ab.2019.02.029

3. Журавлева, М.В., Фирсова, И.В., Воробьев, А.А. (2015). Современные проблемы науки и образования, 5, 351.

4. Chalghoumi, R., Beckers, Y., Portetelle, D., & Théwis, A. (2009). Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement, 13, 295-308. https://doi: 10.4236/wjv.2012.22010.

5. Hodek, P., Trefil, P., Simunek, J., Hudecek, J.J., & Stiborová, M. (2013). Int. J. Electrochem. Sci., 8, 113-124.

6. Amro, W. A., Al-Qaisi, W., & Al-Razem, F. (2018). Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, 16, 99-103. https://doi.org/10.1016/j.jgeb.2017.10.003

7. Esmailnejad, A., Abdi-Hachesoo, B., Hosseini, N., Elhamsadat, K., Shakoori, M. (2019). The Indian journal of animal sciences, 89.

8. Lyu, J., Bao, L., Shen, X., Yan, C., Zhang, C., Wei, W., Yang, Y., Li, J., Dong, J., Xiao, L., Zhou, X., & Li, Y. (2021). International Immunopharmacology, 96, 107797-107797. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2021.107797

9. Кусакина, М.Г., Суворов, В.И., Чудинова, Л.А. (2012). Большой практикум «Биохимия». Перм. гос. нац. исслед. ун-т.

10. Юдина, А.Н., Красноштанова, А.А. (2020). Успехи в химии и химической технологии, 11,

11. -23.

12. Ахназарова. С.Л., Кафаров, В.В. (1985). Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. Высшая школа.

13. Megha, K. B., & Mohanan, P. V. (2021). International journal of biological macromolecules, 169, 28-38. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.12.073

14. Polanowski, A., Zabłocka, A., Sosnowska, A., Janusz, M., & Trziszka, T. (2012). Poultry science, 91, 3091-3096. https://doi.org/10.3382/ps.2012-02546

15. Karamzadeh-Dehaghani, A., Towhidi, A., Zhandi, M., Mojgani, N., & Fouladi-Nashta, A. (2021). Animal : an international journal of animal bioscience, 15, 100-124. https://doi.org/10.1016/j.animal.2020.100124

16. Stefanova I.L., Mazo, V.K., Mokshantseva, I.V., & Klimenko, A.Yu. (2017). Poultry and Poultry Products, 1, 43-45.

17. Kaplin, V.S., Kaplina, O.N. (2017). Biotechnology, 33, 29-40.

18. Diraviyam, T., Ambi, S.V., Vieira-Pires, R.S., Xiaoying, Z., Sekaran, S., & Krishnan, U. (2019). International journal of biological macromolecules, 136, 755-763. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.06.118

19. Ranjbar, M., Behrouz, B., Norouzi, F., & Mousavi Gargari, S. L. (2019). Molecular immunology, 116, 98–105. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2019.10.005

20. Zajac J.D. (2018). IgY antibodies against bacterial infection. [Doctoral dissertation, Leipzig University]. Leipzig, Germany.

21. Kaplin, V.S., Kaplina, O.N. (2016). International reviews: Clinical practice and Health, 59-75.

22. Pereira, E., van Tilburg, M. F., Florean, E., & Guedes, M. (2019). International immunopharmacology, 73, 293–303. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2019.05.015

23. Abbas, A. T., El-Kafrawy, S. A., Sohrab, S. S., & Azhar, E. (2019). Human vaccines & immunotherapeutics, 15, 264–275. https://doi.org/10.1080/21645515.2018.1514224

24. Spillner, E., Braren, I., Greunke, K., Seismann, H., Blank, S., & du Plessis, D. (2012). Biologicals : journal of the International Association of Biological Standardization, 40, 313–322. https://doi.org/10.1016/j.biologicals.2012.05.003

25. Łupicka-Słowik, A., Psurski, M., Grzywa, R., Bobrek, K., Smok, P., Walczak, M., Gaweł, A., Stefaniak, T., Oleksyszyn, J., & Sieńczyk, M. (2018). Applied biochemistry and biotechnology, 184, 1358–1374. https://doi.org/10.1007/s12010-017-2626-x

26. Grando, T. H., Baldissera, M. D., de Sá, M. F., do Carmo, G. M., Porto, B., Aguirre, G., Azevedo, M. I., de Jesus, F., Santurio, J. M., Sagrillo, M. R., Stefani, L. M., & Monteiro, S. G. (2017). Journal of immunological methods, 449, 56–61. https://doi.org/10.1016/j.jim.2017.07.002

27. Müller, S., Schubert, A., Zajac, J., Dyck, T., & Oelkrug, C. (2015). Nutrition journal, 14, 109. https://doi.org/10.1186/s12937-015-0067-3

28. Mwale, P. F., Lee, C. H., Lin, L. T., Leu, S. J., Huang, Y. J., Chiang, L. C., Mao, Y. C., & Yang, Y. Y. (2020). International journal of molecular sciences, 21, 492. https://doi.org/10.3390/ijms21020492

29. Chavez-Cortez, E. G., Vargas Felix, G., Rangel López, E., Sotelo, J., Martínez-Canseco, C., Pérez-de la Cruz, V., & Pineda, B. (2019). Journal of oncology, 2019, 2563092. https://doi.org/10.1155/2019/2563092

30. Parma, Y. R., Chacana, P. A., Rogé, A., Kahl, A., Cangelosi, A., Geoghegan, P., Lucchesi, P. M., & Fernández-Miyakawa, M. E. (2011). Toxicon : official journal of the International Society on Toxinology, 58, 380–388. https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2011.07.009

31. Somasundaram, R., Choraria, A., & Antonysamy, M. (2020). International immunopharmacology, 85, 106654. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2020.106654

32. Berkhoff, J., Alvarado-Gilis, C., Keim, J. P., Alcalde, J. A., Vargas-Bello-Pérez, E., & Gandarillas, M. (2020). Poultry science, 99, 6239–6246. https://doi.org/10.1016/j.psj.2020.06.064

33. Lu, Y., Wang, Y., Zhang, Z., Huang, J., Yao, M., Huang, G., Ge, Y., Zhang, P., Huang, H., Wang, Y., Li, H., & Wang, W. (2020). Journal of immunology research, 2020, 9465398. https://doi.org/10.1155/2020/9465398