Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology9910.36233/0372-9311-2016-6-10-19ORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯBIOLOGICAL ACTIVITY OF YERSINIA PSEUDOTUBERCULOSIS TOXINSБИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ТОКСИНОВ YERSINIA PSEUDOTUBERCULOSISTerentievaN. A.ТерентьеваН. А.
Russian Federation
TimchenkoN. F.ТимченкоН. Ф.
Russian Federation
GolotinV. A.ГолотинВ. А.
Russian Federation
RasskazovV. A.РассказовВ. А.
Russian Federation
Pacific Institute of Bioorganic ChemistryТихоокеанский институт биоорганической химииSomov Research Institute of Epidemiology and MicrobiologyНИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.П.СомоваFar-Eastem Federal UniversityДальневосточный федеральный университет28122016936101910042019Copyright ©; 2016, Terentieva N.A., Timchenko N.F., Golotin V.A., Rasskazov V.A.Copyright ©; 2016, Терентьева Н.А., Тимченко Н.Ф., Голотин В.А., Рассказов В.А.2016Terentieva N.A., Timchenko N.F., Golotin V.A., Rasskazov V.A.Терентьева Н.А., Тимченко Н.Ф., Голотин В.А., Рассказов В.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/99

Aim. Study of effect of heat-labile (HLT) and thermostable (HST) lethal toxins of Yersinia pseudotuberculosis on the development of embryos of sea urchin Strongylocentrotus intermedius, processes of biosynthesis of nucleic acids and protein in embryo cells and activity of nucleoside-kinases of sea urchin. Materials and methods. Y. pseudotuberculosis strains 2517 (pYV-) and 512 (pYV48MD, pYV82MD) were used for isolation of HLT and HST. Gametes and embryos of sea urchin S. intermedius were used to carry out the experiments and isolate nucleoside-kinases. Results. Both of the studied toxins of Y. pseudotuberculosis possessed spermiotoxic effect and reduced fertilizing ability of sea urchin spermies. HLT LD50 was 1 (ig/ml, and HST - 2 pg/ml. Toxins affected the development of embryos of sea urchin resulting in severe morphologic damages, cessation of the development of embryos at early stages of embryogenesis, destruction of cells and death of embryos. Wherein, damaging effect of HLT was observed at lower concentrations compared with HST. HLT inhibited DNA and RNA biosynthesis at concentrations of 1-2 pg/ml. HST did not affect biosynthesis of nucleic acids even at high concentrations, but inhibited protein biosynthesis in sea urchin embryos. HLT did not reduce the level of inclusion of labeled amino acids into embryo cells. HLT had inhibiting effect on the activity of thymidine- and uridine-kinase of sea urchin, whereas HST did not affect these enzymes. Conclusion. Both of Y. pseudotuberculosis protein toxins affect the development of sea urchin embryos, however, mechanisms of action of HLT and HST on embryos and processes occurring in them differ.

Цель. Исследование влияния термолабильного (ТЛТ) и термостабильного (ТСТ) летальных токсинов Yersinia pseudotuberculosis на развитие эмбрионов морского ежа Strongylocentrotus intermedius, процессы биосинтеза нуклеиновых кислот и белка в клетка) эмбрионов и активность нуклеозидкиназ морского ежа. Материалы и методы. Для выделения ТЛТ и ТСТ использовали штаммы Y. pseudotuberculosis 2517 (pYV-) и 512 (р"УУ48МД рУУ82МД). Для проведения экспериментов и выделения нуклеозидкиназ использовали гаметы и эмбрионы морского ежа S. intermedius. Результаты. Оба изученных токсина Y. pseudotuberculosis обладали спермиотоксичным действием и снижали оплодотворяющую способность спермиев морского ежа. ЛД50 ТЛТ составила 1 мкг/мл, а ТСТ - 2 мкг/мл. Токсины влияли на развитие эмбрионов морского ежа, вызывая тяжелые морфологические повреждения, остановку развития эмбрионов на ранних этапах эмбриогенеза, разрушение клеток и гибель эмбрионов. При этом повреждающее действие ТЛТ наблюдалось при более низких его концентрациях по сравнению с ТСТ. ТЛТ ингибировал биосинтез ДНК и РНК при концентрациях 1 - 2 мкг/мл. ТСТ не оказывал влияния на биосинтез нуклеиновых кислот даже в высоких концентрациях, но ингибировал биосинтез белка в эмбрионах морского ежа. ТЛТ не снижал уровня включения меченых аминокислот клетками эмбрионов. ТЛТ оказывал ингибирующее действие на активность тимидин- и уридинкиназы морского ежа, тогда как ТСТ не влиял на активность этих ферментов. Заключение. Оба белковых токсина Y. pseudotuberculosis влияют на развитие эмбрионов морского ежа, однако механизмы воздействия ТЛТ и ТСТ на эмбрионы и протекающие в них процессы различаются.

Yersinia pseudotuberculosisYersinia pseudotuberculosistoxinsembryos of Strongylocentrotus intermedius sea urchinDNARNAprotein biosynthesisnucleoside-kinasesтоксиныэмбрионы морского ежа Strongylocentrotus intermediusбиосинтез ДНКРНКбелкануклеозидкиназыБузников Г.А., Подмарев В.И. Морские ежи Strongylocentrotus drobachiensis, S. nudus, S. intermedius. Объекты биологии развития. M., Наука, 1975.Кузнецов В.Г., Лаженцева Л.Ю., Елисейкина М.Г., Шульгина Л.В., Тимченко Н.Ф. Распространение бактерий рода Yersinia в морской воде и гидробионтах. Журн. микро-биол. 2006, 3: 117-120.Недашковская Е.П., Тимченко Н.Ф., Беседнов А.Л., Вертиев Ю.В. Термостабильный токсин Yersinia pseudotuberculosis. Журн. микробиол. 2006,4: 5-9.Персиянова Е.В., Адгамов Р.Р., Сурин А.К., Псарева Е.К., Ермолаева С.А., Тимченко Н.Ф. Цитотоксический некротизирующий фактор Yersinia pseudotuberculosis, возбудителя Дальневосточной скарлатиноподобной лихорадки. Бюлл. СО РАМН. 2013, 33 (2): 16-20.Покровский В.К.,Тимченко Н.Ф., НедашковскаяЕ.П., ГригорьеваГ.А.Термолабильный летальный токсин Yersinia pseudotuberculosis. Журн. микробиол. 2008, 6: 63-66.Терентьев Л.Л., Терентьева Н.А., Захарова Л.А., Рассказов В.А. Тимидинкиназа из яйцеклеток морского ежа. Биохимия. 1990, 55 (В. 12): 2293-2299.Терентьева Н.А., Тимченко Н.Ф., Персиянова Е.В., Рассказов В.А. Действие термо-лабильного летального токсина Yersinia pseudotuberculosis на эмбриогенез и биосинтез ДНК, РНК и белка в эмбрионах морского ежа Strongylocentrotus intermedius. Тихоокеанский медицинский журнал. 2010, 3: 81-84.Тимченко Н.Ф., Недашковская Е.П., Долматова Л.С., Сомова-ИсачковаЛ.М. Токсины Yersinia pseudotuberculosis. Владивосток, 2004.Тимченко Н.Ф., Терентьев Л.Л., Недашковская Е.П., Разник Н.В., Рассказов В.А. Действие термостабильного токсина Yersinia pseudotuberculosis на биосинтез ДНК, РНК и белка в эукариотических клетках. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2002,1: 22-25.Bradford М.М. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye-binding. Anal. Biochem. 1976, 72: 248-254.Kukhanova M., KrayevskyA., TerentyevaN. etal. Inhibition of replicative DNA synthesis in nuclei of Strongylocentrotus intermedius urchin embryosby 2’,3’-dideoxy-3’-aminonucleoside-5’-triphosphates. Biochim. Biophys. Acta. 1984, 783: 221-226.Lockmann H.A., Gillespie R.A., Baker B.D. et al. Yersinia pseudotuberculosis produces a cytotoxic necrotizing factor. Inf. Immun. 2002, 70 (5): 2708-2714.Pha K., Navarro L. Yersinia type III effectors perturb host innate immune responses. World J. Biol. Chem. 2016,7(1): 1-13.Timchenko N.F., Adgamov R.R., Ermolaeva S.A. Variability in the functional domains of the Rho-modifying toxins of Yersinia pseudotuberculosis. Adv. Exp. Med. Biol. 2010, 954: 261-266.Van Rompay A.R., Johansson M., Karlsson A. Substrate specificity and phosphorylation of antiviral and anticancer nucleoside analogues by human deoxyribonucleoside kinases and ri-bonucleoside kinases. Pharmacol. Ther. 2003, 100 (2): 119-139.