ТОРМОЖЕНИЕ РОСТА БАКТЕРИЙ В КУЛЬТУРАХ STAPHYLOCOCCUS AUREUS И PSEUDOMONAS AERUGINOSA КАТИОНАМИ МЕДИ И ЦИНКА, ПРИМЕНЕННЫМИ В ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Оценка антибактериального действия связанных белками у-глобулиновой фракции и свободных катионов меди и цинка, примененных в культурах S.aureus и Р. aeruginosa в физиологических (микромолярных) концентрациях. Материалы и методы. Суточную культуру бактерий S.aureus или P.aeruginosa переводили с агара в физиологический раствор и готовили суспензию клеток, содержавшую ориентировочно 103 - 104 КОЕ/мл. В суспензию вносили образцы металлокомплексов у-глобулина с катионами меди или цинка (белка 30 или 45 мкг/мл), контрольные у-глобулины (30 или 45 мкг/мл) и солевые растворы меди или цинка, содержание катионов в которых соответствовало количеству металла, связавшегося с белком на этапе получения металлокомплексов (75 нг/мл). Суспензии инкубировали при 37°С в течение 6 час, через каждые 2 час производя отбор проб и подсчет КОЕ в соответствии с принятым микрометодом. По окончании инкубации (6 ч наблюдения) суспензии переводили в питательный бульон, термостати-ровали в течение суток при 37°С, после чего оценивали прозрачность питательного бульона в сравнении с контрольным (стерильным). Результаты. Начиная с 3 часа наблюдения в культуре S.aureus обнаруживается токсическое действие катионов цинка и меди. Жизнеспособные бактерии отсутствуют в культуре с цинком спустя 6 час, с медью - спустя 4 час инкубации. Связавший катионы меди у-глобулин на сроках 4 и 6 час инкубации на 11,9 - 33,0% (р<0,05 - 0,1) снижает количество жизнеспособных клеток в сравнении с контрольным белком. В культуре P.aeruginosa токсическое действие катионов меди проявляется сразу же после инициации культуры и приводит к реализации полного бактерицидного эффекта спустя 4 час наблюдения. Катионы цинка подобными свойствами не обладают. Связавший катионы меди у-глобулин на сроках 4 и 6 час инкубации на 19,3 - 25,8% (р<0,001) снижает количество жизнеспособных клеток в сравнении с контрольным белком. Заключение. Поддерживаемые в физиологическом растворе бактерии S.aureus подвержены токсическому действию физиологических (микромолярных) концентраций свободных катионов меди и цинка, а также катионов меди, связанных человеческим сывороточным у-глобулином. В тех же условиях бактерии P.aeruginosa испытывают токсическое воздействие катионов меди (но не цинка) как свободных, так и связанных человеческим сывороточным у-глобулином. При этом в присутствии свободных катионов меди в культурах S.aureus и P.aeruginosa реализуется полный бактерицидный эффект.

Об авторах

С. Б. Чекнёв

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи

Автор, ответственный за переписку.
Email: noemail@neicon.ru
Россия

Е. И. Вострова

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи

Email: noemail@neicon.ru
Россия

М. А. Сарычева

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи

Email: noemail@neicon.ru
Россия

А. В. Востров

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи

Email: noemail@neicon.ru
Россия

Список литературы

  1. Медицинская микробиология. В.И.Покровский, О.К.Поздеев (ред.). М., ГЭОТАР Медицина, 1998.
  2. Тотолян А.А., Бурова Л.А. Fc-рецепторные белки Streptococcus pyogenes и патогенез постинфекционных осложнений. Журн. микробиол. 2014, 3: 78-90.
  3. Чекнёв С.Б., Бабаева Е.Е., Голуб А.Е., Денисова Е.А., Воробьёва У.А. Эффекты меди и цинка при связывании с человеческим сывороточным у-глобулином. Мед. иммунология. 2006, 8 (5-6): 615-622.
  4. Чекнёв С.Б., Вострова Е.И., Писковская Л.С., Востров А.В. Эффекты катионов меди и цинка, связанных белками у-глобулиновой фракции, в культуре Staphylococcus aureus. Журн. микробиол. 2014, 3: 4-9.
  5. Чекнёв С.Б., Вострова Е.И., Апресова М.А., Писковская Л.С., Востров А.В. Торможение роста бактерий в культурах Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa в присутствии катионов меди и цинка. Журн. микробиол. 2015, 2: 9-17.
  6. Ammendola S., Pasquali Р., Pistoia C. et al. High-affinity Zn2+ uptake system ZnuABC is required for bacterial zinc homeostasis in intracellular environments and contributes to the virulence of Salmonella enterica. Infect. Immunity. 2007, 75 (12): 5867-5876.
  7. Borza D.-B., Morgan W.T. Histidine-proline-rich glycoprotein as a plasma pH sensor. Modulation of its interaction with glycosaminoglycans by pH and metals. J. Biol. Chemistry. 1998,273 (10): 5493-5499.
  8. Botella H., Stadthagen G., Lugo-Villarino G. et al. Metallobiology of host-pathogen interactions: an intoxicating new insight. Trends Microbiol. 2012, 20(3): 106-112.
  9. Conrady D.G., Brescia C.C., Horii K. et al. A zinc-dependent adhesion molecule is responsible for intercellular adhesion in staphylococcal biofilms. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2008, 105 (49): 19456-19461.
  10. Corbin B.D., Seeley E.H., Raah A. et al. Metal chelation and inhibition of bacterial growth in tissue abscesses. Science. 2008, 319 (15): 962-965.
  11. Crane J.K., Naeher T.M., Shulgina I. et al. Effect of zinc in enteropathogenic Escherichia coli infection. Infect. Immunity. 2007, 75 (12): 5974-5984.
  12. Espirito Santo C., Lam E.W., Elowsky C.G. et al. Bacterial killing by dry metallic copper surfaces. Appl. Environm. Microbiol. 2011, 77 (3): 794-802.
  13. Golub E.E., Cheruka J., Boosz B. et al. A comparison of bacterial aggregation induced by saliva, lysozyme, and zinc. Infect. Immunity. 1985, 48 (1): 204-210.
  14. Gorgani N.N., Parish C.R., Altin J.G. Differential binding of histidine-rich glycoprotein (HRG) to human IgG subclasses and IgG molecules containing к and A. light chains. J. Biol. Chemistry. 1999, 274 (42): 29633-29640.
  15. GrassG., RensingC., SoliozM. Metallic copperas an antimicrobial surface. Appl. Environm. Microbiol. 2011. 77 (5): 1541-1547.
  16. Hodgkinson V, Petris M.J. Copper homeostasis at the host-pathogen interface. J. Biol. Chemistry. 2012, 287 (17): 13549-13555.
  17. Hood M.I., SkaarE.P. Nutritional immunity: transition metals at the pathogen-host interface. Nature Rev. Microbiol. 2012, 10: 525-537.
  18. Lu Y. Metal ions as matchmakers for proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010, 107 (5): 1811-1812.
  19. Remy L., Carriere M., Derre-Bobillot M. et al. The Staphylococcus aureus Oppl ABC transporter imports nickel and cobalt in zinc-depleted conditions and contributes to virulence. Molec. Microbiol. 2013, 87 (4): 730-743.
  20. Rink L., Kirchner H. Zinc-altered immune function and cytokine production. J. Nutrition. 2000, 130(5, Suppl.): 1407-1411.
  21. Salgado E.N., Ambroggio X.I., Brodin J.D. et al. Metal templated design of protein interfaces. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010, 107 (5): 1827-1832.
  22. Samanovic M.I., Ding C., Thiele D.J., Darwin K.H. Copper in microbial pathogenesis: med-ding with the metal. Cell Host Microbe. 2012, 11: 106-115.
  23. Shafeeq S., Kuipers O.P., Kloosterman T.G. The role of zinc in the interplay between pathogenic streptococci and their hosts. Molec. Microbiol. 2013, 88 (6): 1047-1057.
  24. Stafford S.L., Bokil N.J., Achard M.E.S. et al. Metal ions in macrophage antimicrobial pathways: emerging roles for zinc and copper. Bioscience Reports. 2013, 33 (4): 541-554.
  25. Waldron K. J., Robinson N. J. How do bacterial cells ensure that metalloproteins get the correct metal? Nature Rev. Microbiol. 2009, 7: 25-35.
  26. Yamamoto K., Ishihama A. Transcriptional response of Escherichia coli to external zinc. J. Bacteriol. 2005, 187 (18): 6333-6340.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Чекнёв С.Б., Вострова Е.И., Сарычева М.А., Востров А.В., 2016

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-75442 от 01.04.2019 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах