Антимутагенный потенциал четырех штаммов бактерий рода Lactobacillus
- Авторы: Карамова Н.С.1, Ильинская О.Н.1
-
Учреждения:
- Казанский (Приволжский) федеральный университет
- Выпуск: Том 23, № 2 (2025)
- Страницы: 155-162
- Раздел: Генетическая токсикология
- URL: https://journals.rcsi.science/ecolgenet/article/view/317604
- DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen676907
- EDN: https://elibrary.ru/DZJHAY
- ID: 317604
Цитировать
Аннотация
Обоснование. Бактерии рода Lactobacillus, обладающие рядом положительных свойств на организм человека, являются перспективным источником создания компонентов функционального питания. Оценка антимутагенной активности лактобацилл позволит использовать препараты на их основе для предотвращения последствий генетически активных факторов окружающей среды.
Цель — сравнительный анализ антимутагенного потенциала четырех штаммов бактерий рода Lactobacillus.
Материалы и методы. В работе были использованы четыре штамма бактерий Lactobacillus casei 3184, L. casei МБ, L. plantarum АВ, L. plantarum В578. Оценку антимутагенной активности суспензии живых клеток и супернатанта культуральной жидкости лактобацилл проводили с использованием теста Эймса.
Результаты. Супернатант штамма L. plantarum В578 в стационарной фазе роста наиболее эффективно подавлял мутагенное действие азида натрия (45,6%) и 2-нитрофлуорена (43,5%). У штаммов L. casei 3184 и L. plantarum АВ антимутагенная активность более выражена для суспензии живых клеток в экспоненциальной фазе роста в отношении азида натрия (40,8 и 39,9% соответственно) и для супернатанта в стационарной фазе роста в отношении 2-нитрофлуорена (39,8 и 37,5% соответственно). Штамм L. casei МБ не оказывал существенного влияния на эффект известных мутагенов: антимутагенная активность всех исследованных образцов для данного штамма в разные фазы роста варьировала от 15,9 до 23,4% в отношении азида натрия и от 15,6 до 28,5% в отношении 2-нитрофлуорена.
Заключение. Анализ полученных результатов позволяет предположить, что антимутагенное действие штаммовL. casei 3184 и L. plantarum АВ в отношении азида натрия обусловлено прямым связыванием мутагена клетками лактобацилл, а штамма L. plantarum В578 — экзометаболитами, накапливающимися в культуральной жидкости в стационарной фазе роста культуры. Снижение мутагенного эффекта 2-нитрофлуорена штаммами L. casei 3184, L. plantarum АВ и L. plantarum В578 также может быть обусловлено прямым связыванием мутагена, ингибированием ферментов биотрансформации данного соединения и антиоксидантным эффектом экзометаболитов штаммов лактобацилл. Полученные данные подчеркивают зависимость антимутагенного потенциала лактобацилл от фазы роста культуры и природы мутагенного фактора и свидетельствуют о перспективности использования штаммовL. plantarum В578, L. casei 3184 и L. plantarum АВ для снижения негативных эффектов генотоксичных агентов.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Назира Сунагатовна Карамова
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: nskaramova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5802-9744
SPIN-код: 3828-8883
кандидат биол. наук
Россия, КазаньОльга Николаевна Ильинская
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Email: ilinskaya_kfu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6936-2032
SPIN-код: 7972-5807
доктор биол. наук
Россия, КазаньСписок литературы
- Banoona SR, Salih NS, Ghasemianc A. Genetic mutations and major human disorders: A review. Egypt J Chem. 2022;65(2):571–589.doi: 10.21608/EJCHEM.2021.98178.4575 EDN: KWDMJV
- Olafsson S, Anderson CA. Somatic mutations provide important and unique insights into the biology of complex diseases. Trends Genet. 2021;37(10):872–881. doi: 10.1016/j.tig.2021.06.012 EDN: UZLABR
- Cao Y. Possible relationship between the somatic mutations and the formation of cancers. BIO Web of Conf. 2022;55:01009.doi: 10.1051/bioconf/20225501009 EDN: ODJOQP
- McCann J, Choi E, Yamasaki E, Ames BN. Detection of carcinogens as mutagens in the Salmonella/microsome test: assay of 300 chemicals.PNAS USA. 1975;72(12):5135–5139. doi: 10.1073/pnas.72.12.5135
- Lawley PD. Mutagens as carcinogens: development of current concepts. Mutat Res: Fundam Mol Mech Mutag. 1989;213(1):3–25.doi: 10.1016/0027-5107(89)90028-6
- Mushtaq S, Tayyeb A, Ali G, Bareen FE. Antimutagenic potential of plants and natural products: a review. In: Bhat TA, Hakeem KR, editors. Biotechnologies and genetics in plant mutation breeding. New York: Apple Academic Press; 2023. P. 227–247. doi: 10.1201/9781003305064
- Vorobjeva LI, Abilev SK. Antimutagenic properties of bacteria: review. Appl Biochem Microbiol. 2002;38:97–107. doi: 10.1023/A:1014338712108 EDN: LHKOXJ
- Prazdnova EV, Mazanko MS, Chistyak VA, et al. Antimutagenic activity as a criterion of potential probiotic properties. Probiotics Antimicrob Proteins. 2022;14(6):1094–1109. doi: 10.1007/s12602-021-09870-9EDN: LKBZCC
- Mortelmans K, Zeiger E. The Ames Salmonella/microsome mutagenicity assay. Mutat Res: Fundam Mol Mech Mutag. 2000;455(1–2):29–60. doi: 10.1016/s0027-5107(00)00064-6
- Negi PS, Jayaprakasha GK, Jena BS. Antioxidant and antimutagenic activities of pomegranate peel extracts. Food Chem. 2003;80(3):393–397. doi: 10.1016/s0308-8146(02)00279-0
- Al-Yami M, Al-Mousa AT, Al-Otaibi SA, Khalifa AY. Lactobacillus species as probiotic: isolation sources and health benefits. J Pure Appl Microbiol. 2022;16(4):2270–2291. doi: 10.22207/JPAM.16.4.19 EDN: HUAEGL
- Dempsey E, Corr SC. Lactobacillus spp. for gastrointestinal health: current and future perspectives. Front Immunol. 2022;13:840245.doi: 10.3389/fimmu.2022.840245 EDN: DCCCSM
- Chee WJY, Chew SY, Than LTL. Vaginal microbiota and the potential of Lactobacillus derivatives in maintaining vaginal health. Microb Cell Fact. 2020;19:203. doi: 10.1186/s12934-020-01464-4 EDN: DLNXUG
- Garbacz K. Anticancer activity of lactic acid bacteria. Semin Cancer Biol. 2022;86(3):356–366. doi: 10.1016/j.semcancer.2021.12.01EDN: UJIWZJ3
- Feng P, Xue X, Bukhari I, et al. Gut microbiota and its therapeutic implications in tumor microenvironment interactions. Front Microbiol. 2024;15:1287077. doi: 10.3389/fmicb.2024.1287077 EDN: TIWUXU
- Basu AK. DNA damage, mutagenesis and cancer. Int J Mol Sci. 2018;19(4):970. doi: 10.3390/ijms19040970
- Chalova VI, Lingbeck JM, Kwon YM, Ricke SC. Extracellular antimutagenic activities of selected probiotic Bifidobacterium and Lactobacillus spp. as a function of growth phase. J Environ Sci Health Part B: Pestic Food Contam Agric Wastes. 2008;43(2):193–198. doi: 10.1080/03601230701795262 EDN: MEDAYV
- Ahmadi MA, Ebrahimi MT, Mehrabiana S, et al. Antimutagenic and anticancer effects of lactic acid bacteria isolated from Tarhana through Ames test and phylogenetic analysis by 16S rDNA. Nutrit Cancer. 2014;66(8):1406–1413. doi: 10.1080/01635581.2014.956254
- Apás AL, González SN, Arena ME. Potential of goat probiotic to bind mutagens. Anaerobe. 2014;28:8–12. doi: 10.1016/j.anaerobe.2014.04.004
- Ahmad A, Salik S, Boon YW, et al. Mutagenicity and antimutagenic activities of lactic acid bacteria (LAB) isolated from fermented durian (tempoyak). Malaysian J Health Sci. 2018;16:23–26. doi: 10.17576/JSKM-2018-04
- Lim S-M. Antimutagenicity activity of the putative probiotic strain Lactobacillus paracasei subsp. tolerans JG22 isolated from pepper leaves Jangajji. Food Sci Biotechnol. 2014;23:141–150. doi: 10.1007/s10068-014-0019-2 EDN: SSVVZB
- Mohabati MA, Doust RH, Hassan ZM, Kamali S. Antimutagenic effect of Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus bulgaricus isolated from Iranian yoghurt on 2-nitrofluorene. Res J Microbiol. 2007;2(6):524–529.doi: 10.3923/jm.2007.524.529
- Chen L, Chen X, Bai Y, et al. Inhibition of Escherichia coli nitroreductase by the constituents in Syzygium aromaticum. Chin J Nat Med. 2022;20(7):506–517. doi: 10.1016/S1875-5364(22)60163-8) EDN: ALRFOX
- Yanto Y, Hall M, Bommarius AS. Nitroreductase from Salmonella typhimurium: characterization and catalytic activity. Org Biomol Chem. 2010;8(8):1826–1832. doi: 10.1039/b926274a EDN: NZWCRZ
- Purohit V, Basu A. Mutagenicity of nitroaromatic compounds. Chem Res Toxicol. 2000;13(8):673–692. doi: 10.1021/tx000002x
- Kahng H-Y, Lee B-U, Cho Y-S, Oh K-H. Purification and characterization of the NAD(P)H-nitroreductase for the catabolism of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) in Pseudomonas sp. HK-6. Biotechnol Bioprocess Eng. 2007;12(4):433–440. doi: 10.1007/BF02931067
- Beloborodova NV, Bairamov IT, Olenin AIu, Fedotcheva NI. Exometabolites of some anaerobic microorganisms of human microflora. Biomedicinskaya Khimiya. 2011;57(1):95–105. doi: 10.18097/PBMC20115701095 EDN: NDBDRH
- Parcheta M, Świsłocka R, Świderski G, et al. Spectroscopic characterization and antioxidant properties of mandelic acid and its derivatives in a theoretical and experimental approach. Materials (Basel). 2022;15(15):5413. doi: 10.3390/ma15155413 EDN: XBQMZL
Дополнительные файлы
