Влияние гамма-лактонов на рост и химическую коммуникацию у Chromobacterium subtsugae
- Авторы: Инчагова К.С.1, Дускаев Г.К.1, Дерябин Д.Г.1
-
Учреждения:
- ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий» Российской академии наук
- Выпуск: Том 25, № 10 (2022)
- Страницы: 38-43
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1560-9596/article/view/143391
- DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2022-10-05
- ID: 143391
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Актуальность. Поиск природных соединений, ингибирующих химическую плотностно-зависимую коммуникацию у патогенных бактерий, в настоящее время рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений разработки альтернативных средств для антимикробной химиотерапии. Цель работы - скрининг биологической активности химически синтезированных аналогов гамма-лактонов растительного происхождения на модели Chromobacterium subtsugae с системой химической коммуникации, опосредуемой N-гексаноил-L-гомосерин лактоном (С6-АГЛ). Материал и методы. В исследование включены пять гамма-лактонов, содержащих общее пятичленное оксолановое кольцо и отличающихся размером присоединенного к нему линейного алкильного радикала, состоящего из 2, 3, 4, 5 или 8 атомов углерода. Объектом для их воздействия являлась генетически связанная пара штаммов C. subtsugae ATCC 31532 и C. subtsugae NCTC 13274 с полноценным или дефектным образованием С6-АГЛ. Критерием ингибирования химической коммуникации у названных бактерий служило 50%-ное подавление биосинтеза пигмента виолацеина, интенсивность которого прямо пропорциональна активности С6-АГЛ. Результаты. Впервые документировано ингибирующее воздействие гамма-лактонов на химическую коммуникацию у бактерий, развивающееся в диапазонах от 1,04 мг/мл до 0,02 мг/мл на модели C. subtsugae ATCC 31532 и от 0,35 мг/мл до 0,02 мг/мл на модели C. subtsugae NCTC 13274. Выраженность и специфичность подобного эффекта оказались прямо пропорциональными длине линейного алкильного радикала в структуре воздействующих молекул, возрастая в ряду от короткоцепочечного гамма-капролактона к длинноцепочечному гамма-додеканолактону. Выводы. Полученный результат расширяет представления о природе биоактивности лекарственных растений, используемых для терапии инфекционных состояний и имеющих в своём составе соединения из группы гамма-лактонов. Одновременно полученные данные формируют основу для дальнейшего углубленного изучения механизмов биоактивности гамма-лактонов, в том числе - с учетом их структурной близости с Сб-АГЛ, что позволяет предполагать интерференцию между ними в системах химической плотностно-зависимой коммуникации у бактерий.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
К. С. Инчагова
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий» Российской академии наук
Email: dgderyabin@yandex.ru
к.б.н
РоссияГ. К. Дускаев
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий» Российской академии наук
Email: dgderyabin@yandex.ru
д.б.н
РоссияД. Г. Дерябин
ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий» Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: dgderyabin@yandex.ru
д.м.н., профессор
Россия, г. Оренбург, РоссияСписок литературы
- Carey F.A., Giuliano R.M. Organic Chemistry (8th ed.). New-York: McGraw-Hill. 2011; pp. 798-99.
- Du Y.L., Shen X.L., Yu P. et al. Gamma-butyrolactone regulatory system of Streptomyces chattanoogensis links nutrient utilization, metabolism, and development. Appl. Environ. Microbiol. 2011; 77(23): 8415-8426.
- Gottelt M., Hesketh A., Bunet R. et al. Characterisation of a natural variant of the y-butyrolactone signalling receptor. BMC Res. Notes. 2012; 5: 379.
- Lechner D., Stavri M., Oluwatuyi M. et al. The anti-staphylococcal activity of Angelica dahurica (Bai Zhi). Phytochemistry. 2004; 65(3): 331-335.
- Whiteley M., Diggle S.P., Greenberg E.P. Progress in and promise of bacterial quorum sensing research. Nature. 2017; 551: 313-320.
- Mukherjee S., Bassler B.L. Bacterial quorum sensing in complex and dynamically changing environments. Nat. Rev. Microbiol. 2019; 17: 371-382.
- Biarnes-Carrera M., Lee C.K., Nihira T. et al. Orthogonal regulatory circuits for Escherichia coli based on the y-butyrolactone system of Streptomyces coelicolor. ACS Synth. Biol. 2018; 7(4): 1043-1055.
- Liu X., Wang W., Li J. et al. A widespread response of Gram-negative bacterial acyl-homoserine lactone receptors to Gram-positive Streptomyces y-butyrolactone signaling molecules. Sci. China. Life. Sci. 2021; 64(10): 1575-1589.
- Harrison A.M., Soby S.D. Reclassification of Chromobacterium violaceum ATCC 31532 and its quorum biosensor mutant CV026 to Chromobacterium subtsugae. AMB Express. 2020; 10(1): 202.
- Stauff D.L., Bassler B.L. Quorum sensing in Chromobacterium violaceum: DNA recognition and gene regulation by the CviR receptor. J. Bacteriol. 2011; 193(15): 3871-3878.
- McClean K.H., Winson M.K., Fish L. et al. Quorum sensing and Chromobacterium violaceum: exploitation of violacein production and inhibition for the detection of N-acylho-moserine lactones. Microbiology (Reading). 1997; 143(12): 3703-3711.
- Дерябин Д.Г., Галаджиева А.А., Дускаев Г.К. Скрининг производных N-гексанамида и 2Н-1,3-бензодиаксола как модуляторов «кворум сенсинга» у Chromobacterium violaceum. Микробиология. 2020; 89(6): 728-736
Дополнительные файлы
