УДК: 612.822:[576.535:577.322.5
Год издания: 2008
ВЛИЯНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА, ЭДТА И ДИЭТИЛДИТИОКАРБАМАТА НА ФОСФОЛИПАЗНУЮ АКТИВНОСТЬ КУЛЬТУРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ РОСТЕ ГЕМОЛИТИЧЕСКИ АКТИВНОГО ГОСПИТАЛЬНОГО ШТАММА PSEUDOMONAS AERUGINOSA
Никандров В.Н., Пыж А.Э.
Рубрики: 76.35.33
Научно-исследовательский институт эпидемиoлогии и микробиологии
Тема НИР: изучение действия соединений синтетического и природного происхождения на активность гемолизинов и протеиназ штаммов Pseudomonas aeruginosa для разработки подавления путей их продукции.
Сроки выполнения НИР: 2006-2009 гг.
Научный руководитель: д-р биол. наук, проф. В.Н. Никандров.
Источник финансирования: госбюджет.
Среди факторов патогенности штаммов Pseudomonas aeruginosa важное место занимают гемолизины, в т. ч. гемолитическая фосфолипаза С. О гемолитической активности патогенных псевдомонад известно с 30-х гг. XX в., однако природа гемолитических субстанций остается предметом дискуссий, а закономерности их образования далеки от полной ясности. В частности, о роли металлов переменной валентности в образовании фосфолипазы С и регуляции ее активности данные литературы немногочисленны и фрагментарны.
Нами изучено влияние добавок ионов железа (Fe3+) как существенного условия образования других факторов патогенности - сине-зеленых пигментов, а также комплексонов ЭДТА и диэтилдитиокарбамата натрия (ДЭТК) в диапазоне концентраций 10-4-10-7 М на фосфолипазную активность культуральной жидкости в динамике роста P. eruginosa, штамм 23/2гоб2 (наиболее активный из госпитальных штаммов по продукции гемолизинов, предоставлен ЦНИЛ БГМУ) на мясо-пептонном бульоне в колбах Эрленмейера (250 мл) под ватно-марлевыми пробками при 37°C на термостатируемой качалке. Посевная доза составляла 4,4 × 109 м.т./мл. Пробы культуральной жидкости отбирали каждые 2 ч, биомассу учитывали турбидиметрически при 600 нм, ее отделяли центрифугированием, в супернатантах определяли фосфолипазную активность по величине зон преципитации при гидролизе лецитина желтка куриного яйца в агаровом геле.
Внесение в питательную среду ионов Fe3+ вело к угнетению роста микроорганизма и снижению урожая биомассы на 20-33%, при минимальной концентрации железа - на 51%. Накопление фосфолипазной активности при этом существенно замедлялось (отмечалось 60% остаточной активности по сравнению с контролем), особенно при максимальной концентрации иона (10-4 М), а при концентрациях 10-5-10-7 М лецитиназная активность снижалась на 20-34% уже в экспоненциальной фазе роста.
Культивирование штамма 23/2гоб2 в присутствии ЭДTA принципиально не влияло на скорость выхода культуры в стационарную фазу и урожай биомассы. Однако в максимальной концентрации комплексон полностью подавлял фосфолипазную активность микробных культур, а при более низких его концентрациях уровень фосфолипазной активности существенно превышал таковой в контроле, что особенно заметно было в начальный период роста (рис. 1).
Введение в питательную среду ДЭТК существенно не влияло на характер роста микробной культуры, лишь при максимальной концентрации комплексона рост замедлялся. Накопление фосфолипазной активности резко угнеталось при концентрации комплексона 10-6 М, а при увеличении ее на порядок - практически полностью исчезало (рис. 2).
Вместе с тем, при максимальной концентрации ДЭТК отмечено лишь замедление появления фосфолипазной активности, максимальный же ее уровень не отличался от контроля, а при минимальной - появление фосфолипазной активности в культуральной жидкости даже опережало контроль.
Итак, добавление ионов железа в питательную среду вело к снижению уровня фосфолипазной активности при росте госпитального штамма P. aeruginosa, по-видимому обусловленном подавлением роста микроорганизма. ЭДТА и ДЭТК, связывающие катионы металлов, в концентрации 10-4 и 10-5 М соответственно вызвали резкое снижение уровня фосфолипазной активности на всем протяжении культивирования, но без угнетения роста микроорганизма. Следовательно, комплексоны, возможно, ингибируют уже образовавшиеся фосфолипазы и/или образование активных энзимов. Под их воздействием наблюдается сложная концентрационная зависимость. Здесь уместно упомянуть о способности P. aeruginosa утилизировать ряд органических соединений (к которым относятся и ДЭТК), включая дезинфектанты. Учитывая все возрастающую роль микроорганизма как возбудителя госпитальных инфекций и его колоссальную устойчивость к антибиотикам, дезинфектантам, полученные результаты создают предпосылки для изыскания путей и средств подавления образования активной гемолитической фосфолипазы в перспективе.
Область применения: медицинская микробиология, общая, медицинская и прикладная энзимология, экспериментальная медицина, медицинская биотехнология.
Рекомендации по использованию: полученные результаты необходимо учитывать при разработке путей и средств подавление образования активной гемолитической фосфолипазы как фактора патогенности P. aeruginosa.
Предложения по сотрудничеству: совместные исследования с институтами и центрами, разрабатывающими вопросы инфекционной патологии, биохимии и физиологии патогенных микроорганизмов, медицинской биотехнологии, в Беларуси, странах СНГ и дальнего зарубежья.