Сурфактин: биологическая активность и возможность применения в сельском хозяйстве (обзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обобщена и проанализирована актуальная информация о сурфактине – циклическом липопептиде, одном из наиболее изученных микробных биосурфактантов. Представлены механизм биосинтеза сурфактина, спектр его природных и синтетических изоформ, биологическая активность сурфактина и его роль в регуляции процессов жизнедеятельности продуцентов. Продемонстрирован потенциал использования сурфактина и биопрепаратов, полученных на основе бактерий рода Bacillus – продуцентов сурфактина, для защиты и стимуляции иммунитета растений.

Об авторах

О. В. Кисиль

Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе

Автор, ответственный за переписку.
Email: olvv@mail.ru
Россия, 119021, Москва

В. С. Трефилов

Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: olvv@mail.ru
Россия, 119991, Москва

В. С. Садыкова

Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе

Email: olvv@mail.ru
Россия, 119021, Москва

М. Э. Зверева

Химический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: olvv@mail.ru
Россия, 119991, Москва

Е. А. Кубарева

Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского
Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Email: olvv@mail.ru
Россия, 119991, Москва

Список литературы

  1. Fracchia L., Banat J.J., Cavallo M., Ceres C., Banat I.V. // AIMS Bioengineering. 2015. V. 2. № 3. P. 144–162. https://doi.org/10.3934/bioeng.2015.3.144
  2. Wu Y.S., Ngai S.C., Goh B.H., Chan K.G., Lee L.H., Chuah L.H. // Front Pharmacol. 2017. V. 8. Art. 76. https://doi.org/10.3389/fphar.2017.00761
  3. Arima K., Kakinuma A., Tamura G. // Biochem. Biophys. Res. Commun.1968. V. 31. P. 488–494. https://doi.org/10.1016/0006-291X(68)90503-2
  4. Lilge L., Ersig N., Hubel P., Aschern M., Pillai E., Klausmann P., Pfannstiel J., Henkel M., Heravi K.M., Hausmann R. // Microorganisms. 2022. V. 10. № 4. P. 779. https://doi.org/10.3390/microorganisms10040779
  5. Bartal A., Vigneshwari A., Boka B., Voros M., Takacs I., Kredics L., Manczinger L., Varga M., Vágvolgyi C., Szekeres A. // Molecules. 2018. V. 23. № 10 Art. 2675. https://doi.org/10.3390/molecules23102675
  6. Stein T. // Mol. Microbiol. 2005. V. 56. № 4. P. 845–857. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2005.04587.x
  7. Caulier S., Nannan C., Gillis A., Licciardi F., Bragard C., Mahillon J. // Front. Microbiol. 2019. V. 10. Art. 302. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.00302
  8. Hsieh F.C., Li M.C., Lin T.C., Kao S.S. // Curr. Microbiol. 2004. V. 49. P. 186–191. https://doi.org/10.1007/s00284-004-4314-7
  9. Long X., He N., He Y., Jiang J., Wu T. // Bioresour. Technol. 2017. V. 241. P. 200–206. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.05.120
  10. Marcelino L., Puppin-Rontani J., Coutte F., Machini M.T., Etchegaray A., Puppin-Rontani R.M. // Amino Acids. 2019. V. 51. P. 1233–1240. https://doi.org/10.1007/s00726-019-02750-1
  11. Banat I.M., Franzetti A., Gandolfi I., Bestetti G., Martinotti M.G., Fracchia L., Smyth T.J., Marchant R. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2010. V. 87. № 2. P. 427–444. https://doi.org/10.1007/s00253-010-2589-0
  12. Varvaresou A., Iakovou K. // Lett. Appl. Microbiol. 2015. V 61. № 3. P. 214–223. https://doi.org/10.1111/lam.12440
  13. Kakinuma A., Hori M., Isono M., Tamura G., Arima K. // Agric. Biol. Chem. 1969. V. 33. P. 971–972. https://doi.org/10.1080/00021369.1969.10859408
  14. Kakinuma A., Sugino H., Isono M., Tamura G., Arima K. // Biol. Chem. 1969. V. 33. P. 973–976. https://doi.org/10.1080/00021369.1969.10859409
  15. Liu J.F., Mbadinga S.M., Yang S.Z., Gu J.D., Mu B.Z. // Int. J. Mol. Sci. 2015 V. 16. № 3. P. 4814–4837. https://doi.org/10.3390/ijms16034814
  16. Liu J., Zou A., Mu B. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2010. V. 361. P. 90–95. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2010.03.021
  17. Vass E., Besson F., Majer Z., Volpon L., Hollosi M. // Biochem. Biophys. Res Commun. 2001. V. 282. № 1. P. 361–367. https://doi.org/10.1006/bbrc.2001.4469
  18. Bonmatin J.-M., Laprevote O., Peypoux F. // Comb. Chem. High Throughput Screen. 2003. V. 6. № 6. P. 541–556. https://doi.org/10.2174/138620703106298716
  19. Aleti G, Sessitsch A, Brader G. // Comput. Struct. Biotechnol. J. 2015. V. 13. P. 192–203. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2015.03.003
  20. Kecskemeti A., Bartal A., Boka B., Kredics. L, Manczinger L., Shine K., Alharby N.S., Khaled J.M., Varga M., Vagvolgyi C., Szekeres A. // Molecules. 2018. V. 23. Art. 2224. https://doi.org/10.3390/molecules23092224
  21. Aleti G., Lehner S., Bacher M., Compant S., Nikolic B., Plesko M., Schuhmacher R., Sessitsch A., Brader G. // Environ. Microbiol. 2016. V. 18. № 8. P. 2634–2645. https://doi.org/10.1111/1462-2920.13405
  22. Liu J.F., Yang J., Yang S.Z., Ye R.Q., Mu B.Z. // Appl. Biochem. Biotechnol. 2012. V. 166. № 8. P. 2091–2100. https://doi.org/10.1007/s12010-012-9636-5
  23. Liu X., Tao X., Zou A., Yang S., Zhang L., Mu B. // Protein Cell. 2010. V. 1. № 6. P. 584–594. https://doi.org/10.1007/s13238-010-0072-4
  24. Kracht M., Rokos H., Ozel M., Kowall M., Pauli G., Vater J. // J. Antibiot. (Tokyo). 1999. V. 52. № 7. P. 613–619. https://doi.org/10.7164/antibiotics.52.613
  25. Eeman M., Berquand A., Dufrene Y.F., Paquot M., Dufour S., Deleu M. // Langmuir. 2006. V. 22. № 26. P. 11337–11345.
  26. Liu X., Yang S., Mu B. // Process Biochemistry. 2009. V. 44. № 1. P. 1144–1151. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2009.06.014
  27. Morikawa M., Hirata Y., Imanaka T. // Biochim. Biophys Acta. 2000. V. 1488. № 3. P. 211–218. https://doi.org/10.1016/s1388-1981(00)00124-4
  28. Dufour S., Deleu M., Nott K., Wathelet B., Thonart P., Paquot M. // Biochim. Biophys Acta. 2005. V. 1726. № 1. P. 87–95. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2005.06.015
  29. Jiang J., Gao L., Bie X., Lu Z., Liu H., Zhang C., Lu F., Zhao H. // BMC Microbiol. 2016. V. 16. Art. 31. https://doi.org/10.1186/s12866-016-0645-3
  30. Medema M.H., Kottmann R., Yilmaz P., Cummings M., Biggins J.B., Blin K., de Bruijn I., Chooi Y.H., Claesen J., Coates R.C. // Nat. Chem. Biol. 2015. V. 11. P. 625–631. https://doi.org/10.1038/nchembio.1890
  31. Theatre A., Cano-Prieto C., Bartolini M., Laurin Y., Deleu M., Niehren J., Fida T., Gerbinet S., Alanjary M., Medema M.H., Leonard A., Lins L., Arabolaza A., Gramajo H., Gross H., Jacques P. // Front. Bioeng. Biotechnol. 2021. V. 9. Art. 623701. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.623701
  32. Koumoutsi A., Chen X.H., Henne A., Liesegang H., Hitzeroth G., Franke P., Vater J., Borriss R. // J. Bacteriol. 2004. V. 186. № 4. P. 1084–1096. https://doi.org/10.1128/JB.186.4.1084-1096.2004
  33. Willenbacher J., Mohr T., Henkel M., Gebhard S., Mascher T., Syldatk C., Hausmann R. // J. Biotechnol. 2016. V. 224. P. 14–17. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2016.03.002
  34. Jiao S., Li X., Yu H., Yang H., Li X., Shen Z. // Biotechnol. Bioeng. 2017. V. 114. P. 832–842. https://doi.org/10.1002/bit.26197
  35. Quadri L.E., Weinreb P.H., Lei M., Nakano M.M., Zuber P., Walsh C.T. // Biochemistry. 1998. V. 37. № 6. P. 1585–1595. https://doi.org/10.1021/bi9719861
  36. Nakano M.M., Corbell N., Besson J., Zuber P. // MGG Mol. Gen. Genet. 1992. V. 232. P. 313–321. https://doi.org/10.1007/BF0028001
  37. Li X., Yang H., Zhang D., Li X., Yu H., Shen Z. // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2015. V. 42. P. 93–103. https://doi.org/10.1007/s10295-014-1527-z
  38. Rahman F.B., Sarkar B., Moni R., Rahman M.S. // Biotechnol. Rep. 2021. V. 32. P. e00686. https://doi.org/10.1016/j.btre.2021.e00686
  39. Seydlova G., Svobodova J. // Cent. Eur. J. Med. 2008. V. 3. P. 123–133. https://doi.org/10.2478/s11536-008-0002-5
  40. Ishigami Y., Osman M., Nakahara H., Sano Y., Ishiguro R., Matsumoto M. // Colloids Surf. B. 1995. V. 4. P. 341–348.
  41. Chen B., Wen J., Zhao X., Ding J., Qi G. // Front. Microbiol. 2020 V. 11. Art. 631. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00631
  42. Ongena M., Jourdan E., Adam A., Paquot M., Brans A., Joris B., Arpigny J.L., Thonart P. // Environ Microbiol. 2007. V. 9. № 4. P.1084–1090. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2006.01202.x
  43. Deleu M., Lorent J., Lins L., Brasseur R., Braun N., El Kirat K., Nylander T., Dufrene Y.F., Mingeot-Leclercq M.P. // Biochim. Biophys. Acta. 2013. V. 1828. № 2. P. 801–815. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2012.11.007
  44. Li T, Li L, Du F, Sun L, Shi J, Long M, Chen Z. // Molecules. 2021. V. 26. № 11. Art. 3438. https://doi.org/10.3390/molecules26113438
  45. Tran C., Cock I.E., Chen X., Feng Y. // Antibiotics (Basel). 2022. V. 11. № 1. Art. 88. https://doi.org/10.3390/antibiotics11010088
  46. Maget-Dana R., Ptak M. // Biophys. J. 1995. V. 68. P. 1937–1943. https://doi.org/10.1016/S0006-3495(95)80370-X
  47. Maget-Dana R., Ptak M. // J. Colloid Interface Sci. 1992. V. 153. P. 285–291. https://doi.org/10.1016/0021-9797(92)90319-H
  48. Liu J., Li W., Zhu X., Zhao H., Lu Y., Zhang C., Lu Z. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2019 V. 103. № 11. P. 4565–4574. https://doi.org/10.1007/s00253-019-09808-w
  49. Stoll A., Salvatierra-Martínez R., Gonzalez M., Araya M. // Microorganisms. 2021 V. 9. № 11. Art. 2251. https://doi.org/10.3390/microorganisms9112251
  50. Marahiel M.A., Nakano M.M., Zuber P. // Mol. Microbiol. 1993. V. 7. № 5. P. 631–636. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.1993.tb01154.x
  51. Raaijmakers J.M., De Bruijn I., Nybroe O., Ongena M. // FEMS Microbiol. Rev. 2010. V. 34. № 6. P. 1037–1062. https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2010.00221.x
  52. Sachdev D.P., Cameotra S.S. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013. V. 97. P. 1005–1016. https://doi.org/10.1007/s00253-012-4641-8
  53. Chowdhury S.P., Hartmann A., Gao X., Borriss R. // Front. Microbiol. 2015. V. 6. Art. 780. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00780
  54. Hofemeister J., Conrad B., Adler B., Hofemeister B., Feesche J., Kucheryava N., Steinborn G., Franke P., Grammel N., Zwintscher A., Leenders F., Hitzeroth G., Vater J. // Mol. Genet. Genomics. 2004. V. 272. № 4. P. 363–378. https://doi.org/10.1007/s00438-004-1056-y
  55. Morikawa M. // J. Biosci Bioeng. 2006. V. 101. № 1. P. 1–8. https://doi.org/10.1263/jbb.101
  56. Therien M., Kiesewalter H.T., Auria E., Charron-Lamoureux V., Wibowo M., Maroti G., Kovacs A.T., Beauregard P.B. // Biofilm. 2020. V. 2. Art. 100021. https://doi.org/10.1016/j.bioflm.2020.100021
  57. Asaka O., Shoda M. // Appl. Environ. Microbiol. 1996. V. 62. № 11. P. 4081–4085. https://doi.org/10.1128/aem.62.11.4081-4085.1996
  58. Toure Y., Ongena M., Jacques P., Guiro A., Thonart P. // J. Appl. Microbiol. 2004. V. 96. № 5. P. 1151–1160. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2004.02252.x
  59. Bais H.P., Fall R., Vivanco J.M. // Plant Physiol. 2004. V. 134. № 1. P. 307–319. https://doi.org/10.1104/pp.103.028712
  60. Zeriouh H., de Vicente A., Perez-García A., Romero D. // Environ. Microbiol. 2014. V. 16. № 7. P. 2196–2211. https://doi.org/10.1111/1462-2920.12271
  61. Luo C., Zhou H., Zou J., Wang X., Zhang R., Xiang Y., Chen Z. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2015. V. 99. № 4. P. 1897–1910. https://doi.org/10.1007/s00253-014-6195-4
  62. Fan H., Zhang Z., Li Y., Zhang X., Duan Y., Wang Q. // Front. Microbiol. 2017. V. 8. Art. 1973. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01973
  63. Nifakos K., Tsalgatidou P.C., Thomloudi E.E., Skagia A. Kotopoulis D., Baira E., Delis C., Papadimitriou K., Markellou E. Venieraki A., Katinakis P. // Plants (Basel). 2021. V. 10. № 8. Art. 1716. https://doi.org/10.3390/plants10081716
  64. García-Gutierrez L. Zeriouh H., Romero D., Cubero J., de Vicente A., Perez-García A. // Microb. Biotechnol. 2013. V. 6. № 3. P. 264–274. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12028
  65. Desoignies N., Schramme F., Ongena M., Legrève A. // Mol. Plant Pathol. 2013 V. 14. № 4. P. 416–421. https://doi.org/10.1111/mpp.12008
  66. Cawoy H., Mariutto M., Henry G., Fisher C., Vasilyeva N., Thonart P., Dommes J., Ongena M. // Mol. Plant Microbe Interact. 2014. V. 27. № 2. P. 87–100. https://doi.org/10.1094/MPMI-09-13-0262-R
  67. Waewthongrak W., Leelasuphakul W., McCollum G. // PLoS One. 2014. V. 9. № 10. Art. e109386. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0109386
  68. Rahman A., Uddin W., Wenner N.G. // Mol. Plant Pathol. 2015. V. 16. № 6. P. 546–558. https://doi.org/10.1111/mpp.12209
  69. Yamamoto S., Shiraishi S., Suzuki S. // Lett. Appl. Microbiol. 2015. V. 60. № 4. P. 379–386. https://doi.org/10.1111/lam.12382
  70. Rodriguez J., Tonelli M.L., Figueredo M.S., Ibanez F., Far A. // Eur. J. Plant Pathol. 2018. V. 152. P. 845–851. https://doi.org/10.1007/s10658-018-1524-6
  71. Черепанова Е.А., Благова Д.К., Бурханова Г.Ф., Сарварова Е.С., Максимов И.В. // Экобиотех. 2019. Т. 2. № 3. С. 339–346. https://doi.org/10.31163/2618-964X-2019-2-3-339-346
  72. Li Y., Heloir M.C., Zhang X., Geissler M., Trouvelot S., Jacquens L., Henkel M., Su X. Fang X., Wang Q., Adrian M. // Mol. Plant Pathol. 2019. V. 20. № 8. P. 1037–1050. https://doi.org/10.1111/mpp.12809
  73. Debois D., Fernandez O., Franzil L. Jourdan E., de Brogniez A., Willems L., Clément C., Dorey S., De Pauw E., Ongena M. // Environ. Microbiol. Rep. 2015. V. 7. № 3. P. 570–582. https://doi.org/10.1111/1758-2229.12286
  74. Поликсенова В.Д. // Вестник БГУ. Сер. 2. 2009. № 1. С. 48–60.
  75. Straight P.D., Willey J.M., Kolter R. // J. Bacteriol. 2006 V. 188. № 13. P. 4918–4925. https://doi.org/10.1128/JB.00162-06
  76. Pérez-García A., Romero D., de Vicente A. // Curr. Opin. Biotechnol. 2011. V. 22. № 2. P. 187–193. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2010.12.003

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (566KB)
Метаданные
3.

Скачать (104KB)
Метаданные
4.

Скачать (280KB)
Метаданные

© О.В. Кисиль, В.С. Трефилов, В.С. Садыкова, М.Э. Зверева, Е.А. Кубарева, 2023

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».