БИОЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ТЕСТ-СИСТЕМА НА ОСНОВЕ РЕКОМБИНАНТНОЙ ЛЮЦИФЕРАЗЫ СВЕТЛЯКА L. mingrelica ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ГЕНТАМИЦИНА НА ЖИВЫЕ КЛЕТКИ E. coli
- Авторы: Ломакина Г.Ю1, Каминская С.С1,2, Угарова Н.Н1
-
Учреждения:
- Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова
- Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
- Выпуск: Том 69, № 3 (2024)
- Страницы: 565–573
- Раздел: Биофизика клетки
- URL: https://journals.rcsi.science/0006-3029/article/view/262930
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0006302924030138
- EDN: https://elibrary.ru/OEYVCA
- ID: 262930
Цитировать
Аннотация
Продемонстрированы возможности использования тест-системы на основе живых клеток E. coli BL-21 (DE3) Сodon Plus, экспрессирующих рН-резистентную термостабильную люциферазу светляка Luciola mingrelica для изучения кинетики действия аминогликозидов (на примере гентамицина) по изменению содержания АТФ и люциферазы внутри и вне клеток. Показано, что через 3 ч инкубации бактерий с антибиотиком становится возможным оценить изменение жизнеспособности клеток, эффективность действия антибиотика и прогнозировать образование персистеров. Метод перспективен при проведении быстрого первичного высокопроизводительного скрининга антибактериальных агентов и лекарственных форм для оценки их эффективности и механизма их действия.
Ключевые слова
Об авторах
Г. Ю Ломакина
Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова
Email: lomakinagalina@yahoo.com
Москва, Россия
С. С Каминская
Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова; Московский государственный технический университет имени Н.Э. БауманаМосква, Россия; Москва, Россия
Н. Н Угарова
Химический факультет Московского государственного университета имени М.В. ЛомоносоваМосква, Россия
Список литературы
- Lomakina G. Y., Modestova Y., and Ugarova N. N. Bioluminescence assay for cell viability. Biochemistry (Moscow), 80 (6), 701–713 (2015). doi: 10.1134/s0006297915060061
- Lomakina G. Y., Fomina A. D., and Ugarova N. N. Kinetics of interaction of digitonin and its analogues with HEK293 cells studied by the bioluminescence method. Moscow Univer. Chem. Bull., 75 (3), 186–194 (2020). doi: 10.3103/S0027131420030086
- Lomakina G. Y. and Ugarova N. N. Luciola mingrelica firefly luciferase as a marker in bioluminescent immunoassays. Biophys. Rev., 15, 955–962 (2023), DOI: 0.1007/s12551-023-01115-z
- Lomakina G. Y., Ugarova N. N. Application of bioluminescent methods to study the effect of the membraneactive antibiotic colistin on bacterial cells. Photochem. Photobiol., 98 (5), 1077–1083 (2022). doi: 10.1111/php.13606
- Lomakina G. Yu., Ugarova N. N. Bioluminescent test systems based on firefly luciferase for studying stress effects on living cells. Biophys. Rev., 14, 887–892 (2022). doi: 10.1007/s12551-022-00978-y
- Lomakina G. Y. and Ugarova N. N. Kinetics of the inter-action of colistin with live Escherichia coli cells by the bioluminescence method. Moscow Univer. Chem. Bull., 77 (1), 42–47 (2022). doi: 10.3103/S0027131422010059
- Garneau‐Tsodikova S. and Labby K. J. Mechanisms of resistance to aminoglycoside antibiotics: overview and perspectives. Med. Chem. Comm., 7 (1), 11–27 (2016). doi: 10.1039/C5MD00344J
- Bryan L. E. and Van Den Elzen H. M. Gentamicin accumulation by sensitive strains of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa J. Antibiot. (Tokyo), 28 (9), 696–703 (1975).
- Heller A. H., Spector R., and Aalyson M. Effect of sodium chloride on gentamicin accumulation by Escherichia coli: correlation with bacterial growth and viability. J Antibiot. (Tokyo), 33 (6), 604–613 (1980).
- Vanhoof R., Sonck P., and Hannecart-Pokorni E. The role of lipopolysaccharide anionic binding sites in aminoglycoside uptake in Stenotrophomonas (Xanthomonas) maltophilia. J. Antimicrob. Chemother., 35 (1), 167–171 (1995).
- Bryan L. and van der Elzen H. Effects of membraneenergy mutations and cations on streptomycin and gentamicin accumulation by bacteria: a model for entry of streptomycin and gentamicin in susceptible and resistant bacteria. Antimicrob. Agents Chemother., 12 (2), 163–177 (1977).
- Ramirez M. S. and Tolmasky M. E. Aminoglycoside modifying enzymes. Drug Resist Updat., 13 (6), 151–171 (2010). doi: 10.1016/j.drup.2010.08.003
- Eisenberg E.S., Mandel L.J., Kaback H.R., MillerM.H. 1984. Quantitative association between electrical potential across the cytoplasmic membrane and early gentamicin uptake and killing in Staphylococcus aureus. J. Bacteriol., 157 (3), 863–867 (1984). doi: 10.1128/jb.157.3.863-867.1984
- El Khoury J. Y., Zamarreno Beas J., Huguenot A., Py B., and Barras F. Bioenergetic state of escherichia coli controls aminoglycoside susceptibility. mBio, 14 (1), e03302-22 (2023). doi: 10.1128/mbio.03302-22
- Koksharov M. I. and Ugarova N. N. Thermostabilization of firefly luciferase by in vivo directed evolution. Protein Eng. Des. Sel., 24 (11), 835–844 (2011). doi: 10.1093/protein/gzr044
- Smirnova D. V., Samsonova J. V., and Ugarova N. N. The bioluminescence resonance energy transfer from firefly luciferase to a synthetic dye and its application for the rapid homogeneous immunoassay of progesterone. Photochem. Photobiol., 92 (1), 158–165 (2016). doi: 10.1111/php.12556
- Pu Y., Li Y., Jin X., Tian T., Ma Q., Zhao Z., Lin S. Y., Chen Z., Li B., Yao G., Leake M. C., Lo C. J., and Bai F. ATP-Dependent dynamic protein aggregation regulates bacterial dormancy depth critical for antibiotic tolerance. Mol Cell., 73 (1), 143–156 (2019). doi: 10.1016/j.molcel.2018.10.022
- Shan Y., Brown Gandt A, Rowe S. E., Deisinger J. P., Conlon B. P., and Lewis K. ATP-Dependent persister formation in Escherichia coli. mBio, 8 (1), e02267-16 (2017). doi: 10.1128/mBio.02267-16