АКТИВАЦИЯ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ ОРГАНИЗМА КАК АЛЬТЕРНАТИВА АНТИБИОТИКАМ В БОРЬБЕ С РЕЗИСТЕНТНЫМИ БАКТЕРИЯМИ. УСИЛЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ЛИЗОЦИМА В ПРИСУТСТВИИ СВОБОДНЫХ ЗАРЯЖЕННЫХ АМИНОКИСЛОТ

Левашов, П.А.; Смирнов, С.А.; Растрига, Н.В.

Авторы: Левашов П.А., Смирнов С.А., Растрига Н.В.
Сборник: XI Международная научно-практическая конференция «Молекулярная диагностика» СБОРНИК ТРУДОВ
Тезисы
Год издания: 2023
Место издания: Москва
Первая страница: 278
Последняя страница: 279
Аннотация: Введение. В последнее время всё больше обостряется проблема распространения патогенных бактерий, устойчивых к антибиотикам. Крайне актуальной стала разработка новых антибактериальных препаратов, альтернативных антибиотикам. Одной из альтернатив выступают бактериолитические ферменты, в частности куриный лизоцим, который широко применяется в медицине и биотехнологии [1, 2]. Кроме того собственный лизоцим человека — это важный фактор врождённого иммунитета, присутствующий в организме как в свободной форме, так и в составе лизосом фагоцитирующих иммунных клеток [3, 4]. Согласно исследованиям последних лет лизоцим функционирует не только как фермент, но и как иммунорегулятор [5], а также, вероятно, выступает в качестве опсонина, улучшающего распознавание патогенных бактерий иммунными клетками, что отчасти объясняется способностью лизоцима одновременно связываться и с бактериями и с иммуноглобулинами G [6, 7]. Отдельного внимания требует также неожиданно выявленная способность лизоцима связывать эндотоксины (липополисахариды) бактерий [7]. Сравнительно недавно было обнаружено ранее неизученное явление, что свободные заряженные аминокислоты и глицин могут существенно усиливать антибактериальное действие лизоцима по отношению к грамотрицательным бактериям [8, 9], при этом, например, свободные ароматические аминокислоты на активность лизоцима практически не влияют [8].Цель и задачи. Данная работа является продолжением изучения активации лизоцима в присутствии раз- личных сочетаний свободных аминокислот. Целью работы является поиск наилучших сочетаний смесей свободных аминокислот, которые могут существенно усиливать анти- бактериальное действие собственного лизоцима организма и лизоцима в составе лекарственных препаратов.Материалы и методы. В работе использовали очищенный яичный куриный лизоцим и рекомбинантный человеческий лизоцим производства компании Sigma-Aldrich (США). В качестве субстрата лизоцима использовали клетки Escherichia coli (штамм: K-12, номер ВКПМ: B-3254). Бактериолитическую активность лизоцима определяли турбидиметрическим методом по скорости осветления суспензии бактерий при длине волны 650 нм при температуре 37 °С, используя двухлучевой спектрофотометр UV-1801 производства компании Shimadzu (Япония) [10]. Равновесные параметры адсорбции лизоцима на живых бактериальных клетках изучали в условиях проведения измерения активности (состав буфера, температура, концентрация бактерий) [11]. В исследовании проверяли параметры активности и адсорбции лизоцима в различных условиях. Различные комби- нации свободных аминокислот (от одной до трёх одновременно) в растворе варьировали в пределах от 0 до 5 мМ для Gly, Asp, Glu, His, Arg, Lys. Значение pH изменялось от 7.0 (для плазмы крови принимаем значение 7.4) до 9.0 (8.5 — опти- мум активности на клетках Escherichia coli). Значение ионной силы варьировалось от 10 мМ (моделирование состояния разбавленной слюны) до 150 мМ (модель плазмы крови).Основные результаты. Было установлено, что наибольшая активация антибактериального действия куриного лизоцима наблюдается в присутствии смеси Lys+His+Arg, каждой аминокислоты по 5 мМ, наибольшая активация человеческого лизоцима наблюдается в присутствии смеси Glu+His+Arg каждой аминокислоты 5 мМ. Кратность усиления антибактериальной активности достигает 3-4 раз в физиологических условиях и до 9-10 раз в условиях раствора с низкой ионной силой. Все изученные в работе свободные аминокислоты в концентрации 5 мМ увеличивали константу связывания лизоцима на поверхности бактериальной клетки в 1.4-2.5 раза в зависимости от выбранной аминокислоты и от условий. Наилучший эффект улучшения сорбции лизоцима на поверхности бактериальной клетки демонстрировала добавка аргинина 5 мМ. Вероятно, мы имеем дело с усилением продуктивной сорбции фермента, которое сопровождается повышением антибактериальной активности. Кроме того, усиление сорбции лизоцима должно повышать его эффективность действия в качестве опсонина [6, 7].Заключение. Возможность активации лизоцима в присутствии свободных аминокислот открывает принципиально новые варианты борьбы с антибиотикрезистентыми бактериями. Например, определённая комбинация безо- пасных для организма свободных аминокислот, которые в настоящее время используются как биологически активныедобавки (БАДы), возможно, заметно улучшит функционирование собственной иммунной системы человека на уровне распознавания и нейтрализации бактерий фагоцитами. В сочетании с классическими методами лечения различных бактериальных инфекций, например, сепсиса подобные «пищевые добавки» потенциально могут увеличить шансы пациента на благоприятный прогноз. Также весьма перспективными видятся активирующие добавки в составе препаратов на основе куриного лизоцима, например, таблеток для рассасывания или растворов для полоскания ротовой полости при стоматите и ангине, противоожоговых повязок и т.д.Работа выполнена в МГУ имени М.В. Ломоносова в рамках государственного задания «Изучение резистентности бактерий к антибиотикам на основе получения рекомбинантных беталактамаз, определения их структуры и взаимодействия с субстратами и ингибиторами методами математического моделирования и ферментативной кине- тики, разработки антибактериальных соединений и новых лекарственных форм, методов молекулярной диагностики антибиотикорезистентности бактерий и определения антибиотиков в объектах окружающей среды и продуктах питания для создания новых подходов эффективного преодоления резистентности». Номер ЦИТИС: 123032300028-0.Литература 1. Israni N., et al. // J Gen Eng Biotech, 2018, 16, 265. 2. Ferraboschi P., et al. // Antibiotics 2021, 10(1534), 1. 3. Yuseff M.I., et al. // Immunity, 35, 361. 4. Hanstock H.G., et al. // Front. Immunol., 2019, 10(1178), 1. 5. Ragland S.A., et al. // PLoS Pathog, 2017, 13, e1006512. 6. Daniel M.P., et al. // Indian J Surg, 2015, 77, 117. 7. Levashov P.A, et al. // Biotechnol Rep, 2019, 24, e00381. 8. Левашов П.А., и др. // Acta Naturae, 2017, 9(2), 87. 9. Levashov P.A., et al. // FEBS Open Bio, 2019, 9(3), 510. 10. Levashov P.A., et al. // Analytical Chemistry, 2010, 82(5), 216111. Sedov S.A., et al. // Colloids Surf. B Biointerfaces, 2011, 88, 131.
Добавил в систему: Левашов Павел Андреевич

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ФНКЦ РР
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ФНКЦ РР

Прикрепленные файлы