Покора К.А., Конон А.Д.

Национальный университет пищевых технологий, Украина

АНТИМИКРОБНАЯ И АНТИАДГЕЗИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ МЕТАБОЛИТОВ NOCARDIA VACCINII K-8

Научный руководитель: д.б.н., проф. Т.П.Пирог

Необходимость разработки современных препаратов с антимикробными свойствами обусловлена увеличением патогенных микроорганизмов, резистентных к известным биоцидам. Актуальной проблемой на сегодняшний день остается борьба с бактериозами сельскохозяйственных растений, которая рассматривается как существенный вклад в решение глобальных продовольственных проблем. Использование средств биологического контроля над фитопатогенами является важным условием устойчивого развития агроэкосистем [1]. У стоматологии при использование препаратов на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) можно предупредить образование кариеса на зубных протезах и имплантатах [2].

Ранее из загрязненных нефтью образцов почвы были выделены нефтеокислящие бактерии, идентифицированные как Nocardia vaccinii K-8 и установлена способность данного штамма синтезировать ПАВ на различных субстратах.

Цель данной работы – исследовать антимикробные и антиадгезивные свойства ПАВ, а также других внеклеточных метаболитов N. vaccinii K-8 по отношению к некоторым бактериям и дрожжам.

В работе использовали, для определение антимикробных свойств, фитопатогенные бактерии: Pseudomonas syringae pv. coronafaciens УКМ В-1154, Pseudomonas syringae pv. atroglaciens УКМ В-1015, Xantomonas campestris pv. campestris УКМ В-1049, Pectobacterium carotovorum УКМ В-1095, Xantomonas vesicatoria ИМВ 7790, Pseudomonas corrugate ИМВ 9070, при исследование антиадгезивных свойств тест-культури – Bacillus subtilis БТ-2, Escherichia coli ИЭМ-1, Candida albicans Д-6.

В исследованиях использовали такие препараты: препарат 1 – раствор ПАВ, выделенный экстракцией смесью Фолча (с препарата 2); препарат 2 –супернатант культуральной жыдкости; препарат 3 – водная фаза после экстракции ПАВ (препарату) смесью Фолча.

Эксперименты показали, что антимикробное действие установлено для всех исследуемых препаратов 1–3 N. vaccinii K-8. Обработка препаратами 1–3 штамма К-8 сопровождалась гибелью значительного количества клеток (80 % и выше). Наиболее сильным антимикробным действием обладал препарат 3 (выживание до 3 % максимум, как установлено для Р. syringae УКМ В-1027, для остальных – 100 % гибель через 2 ч экспозиции).

Дальнейшие эксперименты показали, что снижение концентрации ПАВ в препарате 2 штамма К-8 до 0,42 и 0,21 мг/мл практически не влияло на выживание клеток Х. vesicatoria ИМВ 7790, которое составляло 20 – 25 % и было таким же, как и после обработки препаратом 2 с более высокой концентрацией ПАВ. Однако при концентрации препарата ПАВ 0,085–0,105 мг/мл наблюдали снижение количества живых клеток до 2 – 5 %. Обработка суспензии клеток Р. corrugatе ИМВ 9070 как исходным, так и разбавленным препаратом 2 N. vaccinii K-8 (концентрация ПАВ до 0,085 мг/мл) не сопровождалась существенным изменением количества живых клеток, которое для всех исследованных в диапазоне 0,085 – 0,85 мг/мл концентраций ПАВ составляло от 12 до 20 %. При дальнейшем снижении концентрации ПАВ в препарате 2 до 0,042 – 0,021 мг/мл (разбавление исходного препарата в 20 − 40 раз) выживание клеток постепенно увеличивалось до 80 %.

Эксперименты, проведенные по определению антиадгезивной активности внеклеточных метаболитов N. vacсinii К-8 показали, что препараты эффективно снижали адгезию C. albicans Д-6. Эффективнее действовали именно препараты препараты ПАВ (препарат 1), причем со снижением концентрации с 0,25 до 0,032 мг/мл наблюдали уменьшение количества прикрепленных клеток C. albicans Д-6 с 61 до 10 %. Установлено, что наиболее эффективно на снижение адгезии клеток B.subtilis BТ-2 влиял также препарат 1, причем с такой же закономерностью, как и для предыдущего штамма: со снижением концентрации ПАВ с 0,25 до 0,064 мг/мл степень адгезии клеток штамма ВТ-2 снижался с 71 до 6 %. При обработке материала зубов препаратом 1 (0,12 − 0,25 мг/мл) и препаратом 3 снижение количества прикрепленных клеток E. сoli ИЭМ-1 составляло 90 – 93 %. Препарат 2 оказался таким же эффективным и вызывал уменьшение числа прикрепленных клеток штамма ИЭМ-1 на 42 и 72 % на материалах зубов и силиконового базиса соответственно.

В результате проведенной работы установлено, что как препаратам ПАВ так и другим внеклеточным метаболитам N. vaccinii К-8 присуща антимикробная активность по отношению к некоторым фитопатогенным бактериям. Препараты внеклеточных метаболитов N. vaccinii K-8 оказались эффективными антиадгезивными агентами относительно исследуемых бактерий и дрожжей.

Благодарность

Автор выражает благодарность научному руководителю - доктору биологических наук, профессору, заведующему кафедрой биотехнологии и микробиологии Национального университета пищевых технологий Пирог Татьяне Павловне.

Литература:

1. Savary S.,javascript:popRef('a1')javascript:popRef('c1') Mila A.,javascript:popRef('a2') Willocquet L., javascript:popRef('a1')Esker P. D.,javascript:popRef('a3') Carisse O., javascript:popRef('a4') McRoberts N. Risk Factors for Crop Health under global change and agricultural shifts: a framework of analyses using rice in tropical and subtropical Asia as a model // javascript:popRef('a5')Phytopathology. – 2011. – V. 101, № 6. – Р. 696−709.

2. Rufino R.D., Luna J.M., Sarubbo L.A., Rodrigues L.R., Teixeira J.A. Antimicrobial and anti-adhesive potential of a biosurfactant Rufisan produced by Candida lipolytica UCP 0988 // Colloids. Surf. B. Biointerfaces. – 2011. – V. 84, № 1. – P. 1–5.