Влияние оксопроизводных азотсодержащих гетероциклов CBR-384 и CBR-386 на дыхательную активность и уровень внеклеточных серосодержащих соединений у бактерий Escherichia coli

Автор: Триандафилова Г.А., Тюленев А.В., Музыка Н.Г., Смирнова Г.В., Октябрьский О.Н.

Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio

Рубрика: Микробиология

Статья в выпуске: 4, 2023 года.

Бесплатный доступ

Изучена биологическая активность двух представителей оксопроизводных азотсодержащих гетероциклов CBR-384 и CBR-386, планируемых к использованию в качестве лекарственных препаратов, на растущие аэробно грамотрицательные бактерии Escherichia coli. Соединение CBR-384 полностью ингибировало скорость роста и накопление биомассы, оцениваемое по измерению оптической плотности (OD600). Непрерывная регистрация растворенного кислорода (dO2) электродом Кларка прямо в растущей культуре показало, что CBR-384 вызывал быстрое и необратимое повышение уровня кислорода в среде, что свидетельствовало о снижении дыхательной активности клеток. По времени, фаза быстрого падения дыхания совпадала с фазой снижения скорости роста. В аэробных культурах E. coli дыхательная активность тесно связана с генерацией мембранного потенциала. Однако при действии CBR-384 было обнаружено лишь небольшое, но статистически значимое снижение мембранного потенциала, измеряемого с помощью флуоресцентного красителя DiBAC4(3). Известно, что в аэробных культурах E. coli, растущих на сульфате, как источнике серы, стресс-индуцируемое ингибирование роста сопровождается увеличением экстраклеточного глутатиона (GSH) и экспортом H2S. Использование сульфид-специфического электрода выявило, что при остановке роста E. coli при действии CBR-384 также наблюдается экспорт сульфида в среду. В этих условиях отмечено также увеличение внеклеточного GSH. Влияние CBR-386 на E. coli, оцениваемое по четырем указанным параметрам, было выражено слабее. Различия в биологической активности CBR-384 и CBR-386 могут быть связаны с различиями их структур.

Еще

Escherichia coli, дыхание, мембранный потенциал, глутатион, h2s

Короткий адрес: https://sciup.org/147242770

IDR: 147242770   |   DOI: 10.17072/1994-9952-2023-4-367-374

Список литературы Влияние оксопроизводных азотсодержащих гетероциклов CBR-384 и CBR-386 на дыхательную активность и уровень внеклеточных серосодержащих соединений у бактерий Escherichia coli

  • Boteva A.A. et al. Synthesis and analgesic activity of [b]-annelated 4-quinolones // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2019. Vol. 53. P. 616–619. DOI: 10.1007/s11094-019-02048-2
  • Enright E.F. et al. The impact of the gut microbiota on drug metabolism and clinical outcome // Yale Journal of Biology and Medicine. 2016. Vol. 89. P. 375–382.
  • Gao J., Hou H., Gao F. Current scenario of quinolone hybrids with potential antibacterial activity against ESKAPE pathogens // European Journal of Medicinal Chemistry. 2023. Vol. 247. № 115026. DOI: 10.1016/j.ejmech.2022.115026
  • Jiang S. et al. Anti-cancer activity of benzoxazinone derivatives via targeting c-Myc G-quadruplex struc-ture // Life Sciences. 2020. V. 258. № 118252. DOI: 10.1016/j.lfs.2020.118252
  • Kho Z.Y., Lal S.K. The human gut microbiome - a potential controller of wellness and disease // Frontiers in Microbiology. 2018. Vol. 9. № 1835. DOI: 10.3389/fmicb.2018.01835
  • Marchesi J.R., Ravel J. The vocabulary of microbiome research: a proposal // Microbiome. 2015. Vol. 3. № 31. DOI: 10.1186/s40168-015-0094-5
  • Miller J.H. Experiments in molecular genetics // New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1972. 466 p.
  • Rowland I. et al. Gut microbiota functions: metabolism of nutrients and other food components // Euro-pean Journal of Nutrition. 2018. Vol. 57. P. 1–24. DOI: 10.1007/s00394-017-1445-8
  • Smirnova G.V., Oktyabrsky O.N. Glutathione in bacteria // Biochemistry (Moscow). 2005. Vol. 70. P. 1199–1211. DOI: 10.1007/s10541-005-0248-3
  • Smirnova G., Muzyka N., Oktyabrsky O. Transmembrane glutathione cycling in growing Escherichia coli cells // Microbiological Research. 2012. Vol. 167. P. 166-172. DOI: 10.1016/j.micres.2011.05.005
  • Smirnova G.V. et al. Extracellular superoxide provokes glutathione efflux from Escherichia coli cells // Research in Microbiology. 2015. V. 166. P. 609–617. DOI: 10.1016/j.resmic.2015.07.007
  • Tietze F. Enzymic method for quantitative determination of nanogram amounts of total and oxidized glutathione: applications to mammalian blood and other tissues // Analytical Biochemistry. 1969. Vol. 27. P. 502-522. DOI: 10.1016/0003-2697(69)90064-5
  • Tyulenev A.V. et al. The role of sulfides in stress-induced changes of Eh in Escherichia coli cultures // Bioelectrochemistry. 2018. Vol. 121. P. 11–17. DOI: 10.1016/j.bioelechem.2017.12.012
  • White A.P. et al. Intergenic sequence comparison of Escherichia coli isolates reveals lifestyle adapta-tions but not host specificity // Applied Environmental Microbiology. 2011. Vol. 77. P. 7620–7632. DOI: 10.1128/AEM.05909-11
  • Wickens H.J. et al. Flow cytometric investigation of filamentation, membrane patency and membrane potential in Escherichia coli following ciprofloxacin exposure // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2000. Vol. 44. P. 682–687. DOI: 10.1128/AAC.44.3.682-687.2000
  • Wilson I.D., Nicholson J.K. Gut microbiome interactions with drug metabolism, efficacy, and toxicity // Translational Research. 2017. V. 179. P. 204–222. DOI: 10.1016/j.trsl.2016.08.002
Еще
Статья научная