Effect of silver nanoclusters on the copper resistance of Achromobacter insolitus LCu2

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Abstract. In this work, the resistance of Achromobacter insolitus LCu2 cells to copper (II) was reduced by adding 1 μM silver nanoclusters to the culture medium: the maximum tolerable concentration decreased by 4 times, the minimum inhibitory concentration – by 25 times. It is assumed that nanoclusters disrupt the functioning of the copper (II) efflux system through binding to the CusC protein, which leads to a partial loss of the ability of bacteria to export excess copper (II) cations from cells.

Full Text

Restricted Access

About the authors

G. L. Burygin

Saratov Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences; Saratov State University; Saratov State University of Genetics, Biotechnology, and Engineering named after N.I. Vavilov

Author for correspondence.
Email: burygingl@gmail.com

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms

Russian Federation, Saratov, 410049; Saratov, 410012; Saratov, 410012

A. S. Astankova

Saratov Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences; Saratov State University

Email: burygingl@gmail.com

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms

Russian Federation, Saratov, 410049; Saratov, 410012

D. S. Chumakov

Saratov Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences

Email: burygingl@gmail.com

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms

Russian Federation, Saratov, 410049

Y. V. Kryuchkova

Saratov Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences; Saratov State University of Genetics, Biotechnology, and Engineering named after N.I. Vavilov

Email: burygingl@gmail.com

Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms

Russian Federation, Saratov, 410049; Saratov, 410012

References

  1. Abramson J., Adler J., Dunger J., Evans R., Green T., Pritzel A., Ronneberger O., Willmore L., Ballard A. J., Bambrick J., Bodenstein S. W., Evans D. A., Chia-Chun Hung, O’Neill M., Reiman D., Tunyasuvunakool K., Wu Z., Žemgulytė A., Arvaniti E., Beattie C., Bertolli O., Bridgland A., Cherepanov A., Congreve M., Cowen-Rivers A.I., Cowie A., Figurnov M., Fuchs F. B., Gladman H., Jain R., Khan Y. A., Low C. M.R., Perlin K., Potapenko A., Savy P., Singh S., Stecula A., Thillaisundaram A., Tong C., Yakneen S., Zhong E. D., Zielinski M., Žídek A., Bapst V., Kohli P., Jaderberg M., Hassabis D., Jumper J. M. Accurate structure prediction of biomolecular interactions with AlphaFold 3 // Nature. 2024. V. 630. P. 493–500.
  2. Cervantes C., Gutierrez-Corona F. Copper resistance mechanisms in bacteria and fungi // FEMS Microbiol. Rev. 1994. V. 14. P. 121–137.
  3. Draviana H. T., Fitriannisa I., Khafid M., Krisnawati D. I., Widodo, Lai C. H., Fan Y. J., Kuo T. R. Size and charge effects of metal nanoclusters on antibacterial mechanisms // J. Nanobiotechnol. 2023. V. 21. Art. 428. https://doi.org/10.1186/s12951-023-02208-3
  4. Franke S., Grass G., Rensing C., Nies D. H. Molecular analysis of the copper-transporting efflux system CusCFBA of Escherichia coli // J. Bacteriol. 2003. V. 185. P. 3804–3812.
  5. Hernández-Montes G., Argüello J. M., Valderrama B. Evolution and diversity of periplasmic proteins involved in copper homeostasis in gamma proteobacteria // BMC Microbiol. 2012. V. 12. Art. 249. https://doi.org/10.1186/1471-2180-12-249
  6. Kryuchkova Y. V., Neshko A. A., Gogoleva N. E., Balkin A. S., Safronova V. I., Kargapolova K. Y., Shagimardanova E. I., Gogolev Y. V., Burygin G. L. Genomics and taxonomy of the glyphosate-degrading, copper-tolerant rhizospheric bacterium Achromobacter insolitus LCu2 // Antonie van Leeuwenhoek. 2024. V. 117. Art. 105. https://doi.org/10.1007/s10482-024-01989-3
  7. Magnani D., Solioz M. How bacteria handle copper // Molecular microbiology of heavy metals. Microbiology monographs. V. 6. / Eds. Nies D. H., Silver S. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2007. P. 259–285. https://doi.org/10.1007/7171_2006_081
  8. Tkachenko O. V., Evseeva N. V., Boikova N. V., Matora L. Y., Burygin G. L., Lobachev Y. V., Shchyogolev S. Y. Improved potato microclonal reproduction with the plant growth-promoting rhizobacteria Azospirillum // Agron. Sustain. Dev. 2015. V. 35. P 1167–1174.
  9. Tumskiy R., Khlebtsov B., Tumskaia A., Evstigneeva S., Antoshkina E., Zakharevich A., Khlebtsov N. G. Enhanced antibacterial activity of novel fluorescent glutathione-capped Ag nanoclusters // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. Art. 8306. https://doi.org/10.3390/ijms24098306

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Additional materials
Download (65KB)
3. Fig. a – Effect of different concentrations of copper (II) cations in the medium (1) and combined action of 1 μM GSH-AgNCs with copper (II) cations (2) on the viability of the A. insolitus LCu2 strain culture; b – 3D model of the efflux pump – protein complex formed by the CusA trimer, CusB hexamer and CusC trimer of the A. insolitus LCu2 strain; c – horizontal projection of the 3D model of the CusBC protein complex forming a transport pore in the outer cell membrane (copper (II) cations are shown as balls).

Download (230KB)

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».