Нажмите на эту строку чтобы перейти к Новостям сайта "Русский врач"

Перейти
на сайт
журнала
"Врач"
Перейти на сайт журнала "Медицинская сестра"
Перейти на сайт журнала "Фармация"
Перейти на сайт журнала "Молекулярная медицина"
Перейти на сайт журнала "Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии"
Журнал включен в российские и международные библиотечные и реферативные базы данных

ВАК (Россия)
РИНЦ (Россия)
Эко-Вектор (Россия)

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГУЛЯТОРНЫХ ЭФФЕКТОВ МАЛЫХ МОЛЕКУЛ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ОТНОШЕНИИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БИОСЕНСОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ СИСТЕМАМИ «QUORUM SENSING» LUXI/LUXR-ТИПА

DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2023-11-07
Номер журнала: 
11
Год издания: 
2023

К.С. Инчагова
к.б.н.,
Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза Уральского отделения Российской академии наук;
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий» Российской академии наук (г. Оренбург, Россия)
E-mail: ksenia.inchagova@mail.ru
Е.А. Русакова
к.б.н.,
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий» Российской академии наук (г. Оренбург, Россия)

Актуальность. «Quorum sensing» (QS) играет важную роль в реализации патогенного потенциала многих болезнетворных бактерий, в связи с чем является перспективным направлением для глубокого изучения, что может послужить основой для создания антибактериальных средств нового принципа действия. Однако использование ограниченного числа бактериальных биосенсоров оставляет вопросы, связанные с экстра-полированием данных на всю систему «quorum sensing» и нуждается в дополнительных исследованиях. Цель исследования ‒ сравнение QS-ингибирующей активности малых молекул растительного происхождения в отношении системы QS LuxI/LuxR-типа виолацеин-продуцирующего штамма Chromobacterium subtsugae 026, а также панели бактериальных lux-биосенсоров. Материал и методы. В работе использована библиотека химически синтезированных аналогов малых молекул растительного происхождения, представленная кверцетином, коричным альдегидом, 7-гидроксикумарином, 4-гексилрезорцинолом и салициловой кислотой. Влияние на рост и QS-ингибирующую активность малых молекул оценивали с использованием метода серийных разведений. Определение QS-ингибирующего эф-фекта исследуемых соединений проводили по измерению оптической плотности экстрагированного пигмента штамма Chromobacterium subtsugae 026 и измерению биолюминесценции бактериальных lux-биосенсоров. Результаты. С использованием панели семи бактериальных биосенсоров проведен скрининг биологической активности кверцетина, коричного альдегида, 7-гидроксикумарина, 4-гексилрезорцинола и салициловой кислоты в отношении четырех систем «quorum sensing» LuxI/LuxR-типа. Продемонстрирован неодинаковый характер действия исследуемых соединений на тестируемые системы «quorum sensing». Установлено, что наиболее выраженным QS-ингибирующим действием в отношении Chromobacterium subtsugae 026 обладает 4-гексилрезорцинол, в то время как для бактериальных lux-биосенсоров более активным является коричный альдегид. Выводы. Представленная работа демонстрирует наличие неравнозначного характера действия исследуемых малых молекул в отношении четы-рех разных систем QS LuxI/LuxR-типа. Выдвинуто предположение, что данное обстоятельство может быть связано с разным механизмом дей-ствия исследуемых веществ на бактериальную клетку. Полученные результаты представляют практический интерес и нуждаются в дальней-шем изучении.
Ключевые слова: 
quorum sensing
QS-ингибиторы
малые молекулы растительного происхождения
антибиотикорезистентность.
Для цитирования: 
Инчагова К.С., Русакова Е.А. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГУЛЯТОРНЫХ ЭФФЕКТОВ МАЛЫХ МОЛЕКУЛ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ОТНОШЕНИИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БИОСЕНСОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ СИСТЕМАМИ «QUORUM SENSING» LUXI/LUXR-ТИПА . Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2023; (11): 40-https://doi.org/10.29296/25877313-2023-11-07
Список литературы: 
  1. Defoirdt T. Quorum-sensing systems as targets for antivi-rulence therapy. Trends Microbiol. 2018; 26(4): 313–328.
  2. Hawver L.A., Jung S.A., Ng W-L. Specificity and complexity in bacterial quorum-sensing systems. FEMS Microbiol. Rev. 2016; 40: 738–752.
  3. Chen J., Wang B., Lu Y., et al. Quorum sensing inhibitors from marine microorganisms and their synthetic derivatives. Mar. Drugs. 2019; 17(2): 80.
  4. Manner S., Fallarero A. Screening of natural product de-rivatives identifies two structurally related flavonoids as potent quorum sensing inhibitors against gram-negative bacteria. Int. J. Mol. Sci. 2018; 19(5): 1346.
  5. Stauff D.L., Bassler B.L. Quorum sensing in Chromobacterium vi-olaceum: DNA recognition and gene regulation by the CviR recep-tor. J. Bacteriol. 2011; 193(15): 3871–3878.
  6. Deryabin D.G., Tolmacheva A.A. Antibacterial and anti-quorum sensing molecular composition derived from Quercus cortex (Oak bark) extract. Molecules. 2015; 20(9): 17093–17108.
  7. Vargas E.L.G., de Almeida F.A., de Freitas L.L. et al. Plant com-pounds and nonsteroidal anti-inflammatory drugs inter-fere with quorum sensing in Chromobacterium violaceum. Arch. Microbiol. 2021; 203: 5491–5507.
  8. Lee J., Zhang L. The hierarchy quorum sensing network in Pseudomonas aeruginosa. Protein and Cell. 2015; 6: 26–41.
  9. Lindsay A., Ahmer B.M.M. Effect of sdiA on biosensors
  10. of N-acylhomoserine lactones. J. Bacteriol. 2005; 187(14): 5054–5058.
  11. Hammer O., Harper D.A.T., Ryan P.D. PAST: paleon-tological statistics software package for education and data analysis. Palaeontol. Electron. 2001; 4(1): 1–9.
  12. Paczkowski J.E., Mukherjee S., McCready A.R., et al. Flavo-noids suppress Pseudomonas aeruginosa virulence through allosteric in-hibition of quorum-sensing receptors. J. Biol. Chem. 2017; 292: 4064–4076.
  13. Quecan B.X.V., Santos J.T.C., Rivera M.L.C. et al. Effect of quercetin rich onion extracts on bacterial quorum sensing. Front. Microbiol. 2019; 10(867): 16.
  14. Chua S.L., Liu Y., Li Y. et al. Reduced intracellular c-di-GMP content increases expression of quorum sensing-regulated genes in Pseudomonas aeruginosa. Front. Cell. Infect. Mic-robiol. 2017; 7: 451.
  15. Deryabin D.G., Galadzhieva A.A., Kosyan D.B. et al. Plant-derived inhibitors of AHL-mediated quorum sensing in bacteria: modes of action. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20: 5588.
  16. Song K., Chen B., Cui Y. et al. The plant defense signal salicylic acid activates the RpfB-dependent quorum sensing signal turnover via altering the culture and cytoplasmic pH in the phytopathogen Xanthomonas campestris. ASM Journals. mBio. 2022; 13(2): e0364421.
  17. Yang L., Rybtke M.T., Jakobsen T.H., et al. Computer-aided identi-fication of recognized drugs as Pseudomonas aerugi-nosa quorum-sensing inhibitors. Antimicrob Agents and Che-mother. 2009; 53(6): 2432–2443.
  18. Gyawaliab R., Ibrahimb S.A. Natural products as antimic-robial agents. Food. Control. 2014; 46: 412–429.