CC BY
563
17. Small M. P. Small-Carrion penile prosthesis: a report on 160 cases and review of the literature. J. Urol. 1978, vol. 119, no. 3, рр. 365-368.
18. Small M. P., Carrion H. M., Gordon J. A. Small-Carrion penile prosthesis: new implant for management of impotence. Urology, 1975, vol. 5, no. 4, рр. 479-486.
УДК 579.262 14.03.00 - Медико-биологические науки
© В.В. Леонов, А.Ю. Миронов, И.В. Ананьина, Е.Е. Рубальская, Л.Г. Сентюрова, 2016
МИКРОБНЫЕ СИДЕРОФОРЫ: СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА И ФУНКЦИИ
Леонов Вадим Вячеславович, кандидат технических наук, доцент кафедры микробиологии, БУ «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия», Россия, 628011, г. Ханты-Мансийск, ул. Мира, д. 40, тел.: (3467) 39-34-42, e-mail: leonovvadim@yandex.ru.
Миронов Андрей Юрьевич, руководитель отдела микробиологии, доктор медицинских наук, профессор, ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора, Россия, 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10, тел.: (495) 380-20-19, e-mail: andy.60@mail.ru.
Ананьина Ирина Викторовна, кандидат химических наук, доцент кафедры химии, ФГБОУ ВО «Югорский государственный университет», Россия, 628011, г. Ханты-Мансийск, ул. Чехова, д. 16, тел.: (3467) 35-78-53, e-mail: irina_ananina@mail.ru.
Рубальская Елена Евгеньевна, заведующая лабораторией клинической лабораторной диагностики Научно-исследовательского института краевой инфекционной патологии, ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: 8-908-616-90-66, e-mail: e.e.rubalskaya@gmail.com.
Сентюрова Людмила Георгиевна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой биологии, ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: 8-927-284-20-47, e-mail: sentlj2012@yandex.ru.
Представлен анализ литературы, посвященный сидерофорам микроорганизмов. Приведена классификация сидерофоров по химической структуре, рассмотрены механизмы синтеза и транспорта сидерофоров грам-положительными, грамотрицательными бактериями и грибами. Показана роль сидерофоров в регуляции вирулентности микроорганизмов и межмикробных взаимодействиях. На основании структурной аналогии сидеро-форов с мембранотропными ауторегуляторами анабиоза микроорганизмов и нейротрансмиттерами млекопитающих высказано предположение о возможности их участия в транспорте и регуляции гомеостаза железа микроорганизмов.
Ключевые слова: сидерофоры, железо, «чувство кворума», межмикробные взаимодействия, вирулентность.
SIDEROPHORES OF MICROBES: STRUCTURE, PROPERTIES AND FUNCTIONS
Leonov Vadim V., Cand. Sci. (Tech.), Associated Professor of Department, Khanty-Mansiysk State Medical Academy, 40 Mira St., Khanty-Mansiysk, 628011, Russia, tel.: (3467) 39-34-42, e-mail: leo-novvadim@yandex.ru.
Mironov Andrey Yu., Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of Department, G.N. Gabrichevsky Moscow Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology, 10 Admirala Makarova St., Moscow, 125212, Russia, tel.: (495) 380-20-19, e-mail: andy.60@mail.ru.
Anan'ina Irina V., Cand. Sci. (Chem.), Associated Professor of Department, Ugra State University, 16 Chekhova St., Khanty-Mansiysk, 628012, Russia, tel.: (3467) 35-78-53, e-mail: irina_ananina@mail.ru.
Rubalskaya Elena E., Head, Laboratory of Clinical Laboratory Diagnostics, Research Institute of Regional Infectious Pathology, Astrakhan State Medical University, 121 Bakinskaya St., Astrakhan, 414000, Russia, tel.: 8-908-616-90-66, e-mail: e.e.rubalskaya@gmail.com.
Sentyurova Lyudmila G., Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of Department, Astrakhan State Medical University, 121 Bakinskaya St., Astrakhan, 414000, Russia, tel.: 8-927-284-20-47, e-mail: sentlj2012@yandex.ru.
The article is the analysis of literature devoted to microbial siderophores. Classification of siderophores according to their chemical structure, mechanisms of biosynthesis and transport of siderophores by gram-positive and gramnegative bacteria and fungi have been reviewed. The role of siderophores in the regulation of virulence of microorganisms and intermicrobal interactions is shown. On the basis of structural analogies of siderophores with membranotropic autoregulators of anabiosis of microorganisms and mammalian neurotransmitters possible ways of their participation in transport and regulation of homeostasis of iron of microorganisms have been suggested.
Key words: siderophores, iron, "quorum sensing", intermicrobial interaction, virulence.
Современные исследования позволяют утверждать, что железо является универсальным фактором роста микроорганизмов, потребности в железе у всех микроорганизмов разные и зависят от их таксономической принадлежности. В окружающей среде железо подвергается процессам окисления и гидролиза, приводящим к уменьшению концентрации свободных ионов Fe2+ и Fe3+ до 10-9-10-18 М, что недостаточно для оптимальной жизнедеятельности большинства микроорганизмов [5]. Аналогично в организме млекопитающих железо находится в связанном с железосвязываю-щими белками состоянии и недоступно для микроорганизмов. Поэтому эволюционно микроорганизмы выработали способы добывания железа в железодефицитных условиях. Одним из наиболее изученных способов является синтез сидерофоров.
Сидерофоры (от греч. sideros - железо и phoros - несущий) - низкомолекулярные вещества, хе-латирующие ионы Fe3+, выделяемые микроорганизмами и растениями при дефиците ионов железа в окружающей среде.
Основная функция сидерофоров заключается в переводе железа, связанного с белками или во-донерастворимыми соединениями, в доступную для микроорганизмов ионную форму Fe3+. Большинство аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов синтезируют хотя бы один сидерофор. Доказана связь сидерофоров с вирулентностью микроорганизмов, разрабатываются подходы для их клинического применения [39]. Действительно, потеря способности синтезировать сидерофоры коррелирует с потерей вирулентности, что показано на бактериях многих видов - Erwinia chrysanthemi [20], Pseudomonas aeruginosa [17, 37], Vibrio anguillarum [18], Yersinia enterocolitica [27], Escherichia coli [46] и др.
Активное изучение сидерофоров началось в 90-х годах ХХ века, с тех пор выделены и охарактеризованы сидерофоры разных групп микроорганизмов. В данном обзоре осуществлена попытка произвести обобщение современных сведений по строению, свойствам и некоторым функциям микробных сидерофоров.
Классификация сидерофоров. В зависимости от химической природы сидерофоры можно разделить на пять классов - катехолаты и феноляты («арильные кэпы»), гидроксаматы (a-оксикарбоновые кислоты), карбоксилаты (дикарбоновые и трикарбоновые кислоты), сидерофоры смешанного типа. Сидерофоры смешанного типа по своей структуре соответствуют одновременно двум классам, поэтому их выделили в отдельный класс. Химические структуры разных классов сидерофоров представлены на рисунке 1.
Катехолатный тип
OH
OH
Энтеробактин (энтеробактерии, Streptomyces spp.)
Вибриобактин
(Vibrio cholerae)
Фенолятный тип O
OH
S
Иерсиниобактин
(Yersinia pestis, Y. enterocolitica)
ч=/ s-
Пиохелин
(Pseudomonas aeruginosa)
O^^NH
Гидроксаматный тип
O 0
h2^
H -N
O
HN
Алкалигин
(Alcaligenes denitrificans, Bordetella pertussis, B. bronchiseptica)
[CH2]6 \
N I
HO
[CH2]2 \\
O
К^б
N— 1
HO
H N \
У
26
O
г
[CH^ [CH2]
N HO
Десферриоксамин В
(Streptomyces pilosus)
H
O
O
Карбоксилатный тип
O
H
O
HOOC HOOC
Стафилоферрин А
(Staphylococcus spp.)
Катехолат-гидроксаматные
I ^COOH ^OH
U H . ^
O HOOC O
Ахробактин
(Erwinia chrysanthemi)
COOH
O
H N
O
и
COOH
Смешанные типы
Heterobactin B (Rhodococcus erythopolis)
Фенолят-гидроксаматные
o
Oh
o h o
oh ii ^
Mycobactin T (Mycobacterium tuberculosis)
/
O
Цитрат-катехолатные
Петробактин
(Bacillus anthracis, B. cereus, Marinobacter spp.)
oh
oh
oh
oh
Цитрат-гидроксаматные
HO. L COOH ■ 0
O
Аэробактин
(Enterobacter spp., E. coli, Shigella flexneri)
Рис. 1. Химические структуры сидерофоров [38]
Комплексообразование сидерофор - Fe3+. Ионы Fe3+ имеют координационное число шесть и являются жесткими кислотами Льюиса, поэтому в водном растворе сильно сольватированы шестью молекулами воды, образуя октаэдрический аквакомплекс Fe[(H2O)6]3+. Сидерофоры образуют прочные комплексные соединения с Fe3+ за счет электронодонорных атомов, которые способны вытеснять молекулы воды из внутренней сферы аквакомплекса. При условии, что одна молекула сидерофора предоставляет шесть электронодонорных атомов, необходимых для комплексообразования, образуется октаэдрический комплекс состава FeL. В случае, если одна молекула сидерофора содержит менее шести электронодонорных атомов, участвующих в комплексообразовании, образуются комплексы другого состава, например, для родоторуловой кислоты (Rhodotorula mucilaginosa) - Fe2L3, пиохелина (P. aeruginosa) - FeL и FeL2, цепабактина (Burkholderia cepacia) - FeL3 [13, 45].
Комплексы Fe3+ с сидерофорами отличаются высокой термодинамической устойчивостью, несмотря на отсутствие стабилизации со стороны поля лигандов, так как атомы кислорода являются жесткими основаниями Льюиса. Помимо ионов Fe3+ сидерофоры могут связывать в менее прочные комплексы другие катионы металлов, особенно трехвалентные катионы алюминия. Однако галлий способен образовывать более прочные комплексы с сидерофорами, чем железо. На примере P. aeruginosa показано, что внесение в среду галлия блокирует сидерофоры и популяция бактерий уменьшает свою вирулентность и ростовую активность. Данный факт открывает новые горизонты для антимикробной химиотерапии, так как служит подтверждением теории эволюции: если мишенью для действия антимикробного лекарственного препарата является общественный продукт, то резистентность у микроорганизмов к этому препарату не развивается [43].
Двухвалентные катионы металлов связываются сидерофорами менее предпочтительно. В рамках теории жестких и мягких кислот и оснований Льюиса это объясняется тем, что двухвалентные катионы являются мягкими кислотами Льюиса и предпочитают взаимодействовать с мягкими основаниями, такими как азот и сера. Ионы Fe2+ также не образуют достаточно прочных комплексов с си-дерофорами, что объясняется не только их принадлежностью к мягким основаниям Льюиса, но и низким отношением величины заряда к ионному радиусу, что вносит дополнительный вклад в дестабилизацию структуры комплекса [41].
Количественная оценка прочности комплексных соединений осуществляется с помощью констант нестойкости (Кн) и связывания/устойчивости (ß):
mM+L=MmL, [M]m + [L]-
К =
[MmL]
Кн
где: Кн - константа нестойкости, М - равновесная концентрация комплексообразователя, Ь - равновесная концентрация лиганда, МтЬ - равновесная концентрация комплекса, в - константа связывания/устойчивости .
Чем выше Ь, тем прочнее комплекс и наоборот. Константы устойчивости комплексов сидеро-фор-Бе3+ могут достигать 1032 и более. Для удобства в расчетах пользуются величиной Величины определены для большого круга сидерофоров и изменяются в широких пределах 22,5 - 49,0. Значения констант устойчивости комплексов Бе3+-Ь для некоторых сидерофоров микроорганизмов, железосвязывающих белков млекопитающих и этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) приведены в таблице [10, 26].
Таблица
Лиганд (L) feß
Аэробактин Е. coli 22,5
Энтеробактин Е. coli 49,0
Феррихром А 29,0
Ферриоксамин Е 32,0
Трансферрин 20,0-23,0
Лактоферрин 22,0-24,0
ЭДТА 25,0
3+
Из сравнения значений lgß, приведенных в таблице, следует, что одним из самых слабых хела-торов Fe3+ является аэробактин Е. coli. Железосвязывающие белки, такие как трансферрин и лакто-феррин, имеют lgß = 22-24, что на несколько порядков меньше ß большинства микробных сидерофо-ров. Разность в значениях констант устойчивости делает термодинамически возможным отбор железа у железосвязывающих белков млекопитающих с помощью сидерофоров. Например, Е. coli синтезирует два сидерофора разной химической природы: энтеробактин (энтерохелин), аэробактин. После поглощения комплекса Fe3+-энтеробактин/аэробактин энтеробактин разрушается, в отличие от аэро-бактина. Метаболически менее затратный путь - синтез аэробактина. Несмотря на это, один и тот же штамм Е. coli может синтезировать одновременно аэробактин и энтеробактин. Синтез двух сидерофоров не выгоден для клетки микроорганизма, функции этих двух сидерофоров различны. Исходя из сравнительного анализа значений рЬ энтеробактин может быть задействован при отборе железа у белков-переносчиков (лактоферрин), а аэробактин отбирает железо у белков, запасающих железо в клетках (ферритин, гемосидерин), что подтверждено экспериментально [11]. Синтез определенного сидерофора, скорее всего, зависит от условий окружающей среды. На продукцию сидерофоров влияет рН, способность сидерофоров образовывать прочные комплексы с ионами Fe3+ сильно зависит от величины рН среды, в которой происходит комплексообразование. Протоны водорода могут конкурировать с ионами Fe3+ за электронодонорные атомы, поэтому в определении истинных констант устойчивости комплексов сидерофор-Fe3+необходимо учитывать рН среды. При физиологических значениях рН полного депротонирования электронодонорных групп молекулы сидерофора не происходит, поэтому для характеристики истинной железосвязывающей способности сидерофоров предложена константа рFe = -lg[Fe3], где [Fe3] - концентрация свободного железа, не связанного в комплекс.
По договоренности рFe определяют при [Fe3] = 10-6 М, а [L] = 10-5 М и фиксированном значении рН. Например, в сыворотке крови рН = 7,4, что соответствует рFe (энтеробактин) = 35,5 и рFe (аэробактин) = 23,4. При сравнении этих значений со значениями lgß (таблица) следует, что же-лезосвязывающая способность энтеробактина и аэробактина в зависимости от рН среды отличается более чем на 10 порядков, однако общая тенденция сохраняется [19].
Используя справочные значения констант кислотности рКа электронодонорных групп сидеро-форов, можно прогнозировать эффективность их железосвязывающей способности при данном значении рН. Сидерофоры катехолатного типа имеют рКа ОН-групп от 6,5 до 11,5, гидроксаматного типа от 8,0 до 9,0, карбоксилатного типа - от 3,5 до 5,0. Из сравнения значений рКа следует, что в кислых средах ОН-группы сидерофоров катехолатного и гидроксаматного типа не диссоциируют, а значит, эффективность связывания ионов Fe3+сидерофорами данного типа в кислых средах будет низкой. Микроорганизмы, живущие в кислых средах, для мобилизации железа используют сидерофоры карбоксилатного типа со значениями рКа < 7 [19, 38]. Несмотря на важность прогнозирования свойств сидерофоров в зависимости от строения, константы устойчивости большинства комплексов сидеро-фор-Fe3+неизвестны.
Синтез и транспорт сидерофоров. Биосинтез сидерофоров протекает двумя путями: нерибо-сомальный пептидный синтез (NRPS - от англ. nonribosomal peptide synthesis) и NRPS-независимый путь (NIS). NRPS-путь ведет к сборке пептидных сидерофоров, в состав которых входят непротеино-генные аминокислоты и их производные, сборка таких сидерофоров происходит без использования РНК в качестве матрицы [18, 38]. Образующиеся в результате пептиды обычно представляют собой короткие олигомеры от 2 до 48 аминокислотных остатков. По NRPS-пути происходит синтез многих сидерофоров: иерсиниобактин, энтеробактин, вибриобактин, антибиотики пенициллин и ванкомицин тоже являются метаболитами NRPS-пути.
Синтез и модификация сидерофоров по NRPS-пути осуществляется поэтапно на мультимо-дальной NRP-синтетазе. Функциональную роль доменов NRP-синтетазы можно определить следующим образом:
1) активация аминокислот для пептидного синтеза через образование тиоэфиров;
2) образование пептидной связи в РСР-домене (от англ. peptidyl carrier protein - белок-носитель пептида);
3) модификация аминокислот, например, эпимеризация, приводящая к изомеризации L-аминокислоты в D-энантиомер;
4) переэтерификация пептидной цепи с последующим освобождением конечных метаболитов путем гидролиза или макроциклизации [33, 38].
NIS-путь синтеза сидерофоров осуществляется в результате конденсации различных элементов, как правило, дикарбоновых кислот (сукцинат, цитрат, а-кетоглутарат) с диаминами, аминоспиртами, спиртами [14]. По NIS-пути происходит синтез аэробактина, ахромобактина, ризобактина, вибрио-феррина и др. NIS синтетазы не гомологичны синтетазам NRPS-пути, они, в первую очередь, катализируют образование амидных и эфирных связей между органическими кислотами и аминогруппа-ми/гидроксильными группами субстратов.
Для использования сидерофоров микроорганизмы имеют регуляторные системы, включающие в себя ферменты и транспортные системы, которые согласуют процессы их биосинтеза, секреции, связывания и освобождения железа. После связывания сидерофора с Fe3+ осуществляется транспорт захваченного иона железа в цитоплазму клетки микроорганизма. Транспорт может быть осуществлен двумя путями, либо комплекс сидерофор^е3+диссоцирует на поверхности клетки и тогда ион Fe3+ проникает одиночно, либо комплекс не диссоциирует и ион Fe3+ транспортируется в цитоплазму закомплексованным.
У грамотрицательных бактерий комплекс сидерофор-Ре3+должен преодолеть две мембраны -наружную клеточной стенки и цитоплазматическую. В силу того, что комплекс сидерофор-Ре3+ достаточно крупный и содержится в среде в низкой концентрации, он не может проникнуть в клетку через пориновые каналы или путем простой диффузии. Для переноса через мембраны грамотрица-тельные бактерии имеют специализированные белки-рецепторы, связывающие комплекс Fe3 -сидерофор и осуществляющие его активный транспорт в периплазму против градиента концентрации (рис. 2). Наиболее хорошо изучены белки FepA, FecA, FhuA, FpvA, FptA, являющиеся рецепторами для энтеробактина, цитрата, феррихрома E. coli, пиовердина и пиохелина P. aeruginosa [12, 15, 16, 36, 48].
Белки-рецепторы наружной мембраны имеют различное сродство к комплексам сидерофор-Fe3+. Если рецептор специфичен к одному лиганду, как FepA E. coli к энтеробактину-Fe3, то такой рецептор связывает свой комплекс сидерофор-Fe^ с высокой аффинностью. Если рецептор способен узнавать разные по природе сидерофоры, например, рецептор Cir уропатогенных штаммов E. coli может узнавать комплекс сальмохелин-Fe34Salmonella enterica, то такие рецепторы связывают комплексы сидерофор-Fe3+ с низкой аффинностью [25, 38].
Рис. 2. Поглощение Fe3+ грамотрицательными бактериями
Примечание: НМ- наружная мембрана; ПГ - пептидогликан; ПП - периплазматическое пространство; ЦПМ- цитоплазматическая мембрана; ССБ - субстрат-связывающий белок; ABC транспортер -цитоплазматический белок; ExbB, ExbD, TonB - цитоплазматическая часть белка-рецептора
В целом структуры этих белков-рецепторов схожи и имеют два функционально различных домена: цилиндрический, сформированный из 22 b-цепей, и N-концевой глобулярный, включающий в себя до 150 аминокислотных остатков. Глобулярный домен располагается внутри цилиндрического и формирующего «пробку» или «штепсель» для внутреннего канала b-цилиндра. Удаление глобулярного домена приводит к открыванию канала, необходимого для взаимодействия рецептора с белковым комплексом, состоящим из трех белков цитоплазматической мембраны - ExbB, ExbD и богатого пролином белка TonB, прикрепленного к цитоплазматической мембране своим N-концом. TonB взаимодействует с ExbB и ExbD в следующих стехиометрических соотношениях -1 (TonB) : 7 (ExbB) : 2 (ExbD) [32]. С помощью своего С-конца TonB взаимодействует с консервативной последовательностью, содержащейся на N-концах всех сидерофоро-специфичных рецепторов. Функция TonB заключается в переносе энергии, создаваемой на цитоплазматической мембране, на рецептор наружной мембраны клеточной стенки, в результате чего последний претерпевает конфор-мационные изменения, необходимые для процесса активного транспорта комплексов сидерофор-Рс3+ через наружную мембрану (рис. 2). Происходит процесс энергетического сопряжения двух мембран, и за счет электрохимического потенциала цитоплазматической мембраны осуществляется активный энергозависимый транспорт через наружную мембрану клеточной стенки [2, 38]. Доставка ионов Fe3+ в цитоплазму осуществляется с помощью системы периплазматических белков АВС-транспортеров. До сих пор у грамотрицательных бактерий выделяют четыре подтипа АВС-транспортеров, участвующих в поглощении комплексов сидерофор-Fe3. Отдельно выделяют пятый подтип, предложенный для транспорта сальмохелин-Fe3. Первый подтип наиболее распространен и состоит из четырех белков: субстрат-связывающего белка, который имеет внецитоплазматическую локализацию, двух интегральных мембранных белков, формирующих гетеродимерный трансмембранный канал, и цитоплаз-матического АВС-белка, который своими субъединицами взаимодействует с сайтами цитоплазматической мембраны. Примером данного подтипа являются транспортеры FepBDGC энтеробактин-Рс3+ и FecBCDE Fe3+-дицитрат E. coli. Схожее строение имеет FhuDCB транспортер E. coli, однако его трансмембранный компонент состоит из одной полипептидной цепи FhuB, которую можно рассматривать как слияние двух «обычных» трансмембранных субъединиц. FhuDCB представляет собой второй подтип АВС-транспортеров комплексов сидерофор-Fe3. Третий подтип АВС-транспортеров состоит из трансмембранных липопротеинов, встречается у грамположительных бактерий и некоторых грамотрицательных бактерий (Vibrio spp., Campylobacter spp.) [9, 47]. Четвертый подтип выявлен у иерсиний и предназначен для транспорта комплекса Fe3+-иерсиниобактин, включает в себя белки YbtP и YbtQ, соответственно YbtPQ-транспортер. Однако исследования, проведенные на непатогенном штамме Y. enterocolitica NF-O, показали, что для осуществления транспорта комплекса Fe3+-иерсиниобактин дополнительно необходим периплазматический белок [2]. Пятым предполагаемым подтипом АВС-транспортера является четырехдоменный белок IroC. Показано, что fepB мутанты E. coli могут использовать сальмохелин в качестве источника железа. Поскольку IroC единственный цито-плазматический белок, закодированный в iroA локусе, сделано заключение, что он и ответственен за транспорт комплекса сальмохелин-Fe3+ [50].
У грамположительных бактерий отсутствует периплазматическое пространство и наружная мембрана клеточной стенки, поэтому процесс транспорта железа начинается с взаимодействия комплекса Fe3+-сидерофор с закрепленным в цитоплазматической мембране субстрат-связывающим белком (рис. 3). Транспорт через цитоплазматическую мембрану осуществляют АТР-зависимые транспортеры. Известны два подтипа АТР-зависимых транспортеров грамположительных бактерий. Первый подтип представлен липид-модифицирующими белками, расположенными на внешней стороне цитоплазматической мембраны. Второй подтип АТР-зависимых транспортеров недавно обнаружен у Mycobacterium tuberculosis и предназначен для переноса комплекса карбоксимикобактин^с3+ [2, 42].
У эукариот не обнаружено транспортеров АВС-типа, поэтому транспорт комплекса сидерофор-Fe3+ имеет отличия от прокариот. Основными транспортерами комплекса Fe3+-сидерофор являются белки суперсемьи MFS (от англ. major facilitator superfamily - суперсемья мембранных транспортеров). MFS является большой группой вторичных транспортеров, осуществляющих транспорт по механизмам унипорта, симпорта, антипорта. У Saccharomyces cerevisiae выделяют четыре транспортера: Arn1p для феррихром-Рс3+, Taf1p (Arn2p) для триацетилфузаринина-Рс3+ (TAFC, от английского triacetylfusarinine), Sit1p (Arn3p) для ферриоксамин В-Fe3 , Enb1p (Arn4p) для энтеробактина-Рс3+ [28, 29, 30, 34].
Сядерефор
Fe"
Рис. 3. Поглощение Fe3+ грамположительными бактериями
Примечание: ПГ - пептидогликан; ЦПМ- цитоплазматическая мембрана;
ТК - тейхоевые и липотейхоевые кислоты; ССБ - субстрат-связывающий белок
Мицеллиальные грибы и дрожжи имеют набор мембраносвязанных феррисидерофорных ре-дуктаз, вследствие этого они могут реализовывать транспорт железа восстановительным путем. У S. cerevisiae обнаружены мембранные ферриредуктазы Freip и Fre4p, принадлежащие к суперсемье флавоцитохромов, которые участвуют в восстановительном поглощении комплекса сидерофор-Fe3, а функции двух гомологов Fre5p и Fre6p пока еще не выяснены, но известно, что они активируются при лимите железа. Основными транспортерами железа у S. cerevisiae являются ферриредуктазы Freip и Fre2p, которые могут поглощать ионы Fe3+, связанные с цитратом, ферриоксамином В, фер-рихромом, TAFC, родоторуловой кислотой. Ферриредуктаза Fre3p в 40 раз менее эффективна в использовании данных сидерофоров. Freip и Fre2p могут поглощать бактериальные сидерофоры, например, комплекс Fe3+-энтеробактин [44, 49]. Активность Fre увеличивается в кислой среде, что связывают с генерацией протонного градиента. Freip и Fre2p способны также транспортировать с редукцией ионы Cu2+, которые затем переносятся через цитоплазматическую мембрану транспортерами CTR1 и CTR3 [24]. Как и S. cerevisiae, Candida albicans имеет сходные пути транспорта железа, связанного с сидерофорами. Arnip (^аАт^-системы транспортируют феррихромы. Все представители рода Candida не производят собственных сидерофоров, но имеют транспортеры для использования гетерологичных [30]. Поглощение гетерологичных сидерофоров - это не единственный механизм поступления железа в клетку. Установлено, что этот транспортер является необходимым для инвазии в эпителий человека, но не является необходимым для развития генерализованной инфекции у мышей [3i].
Эволюционно сложилось, что не только грибы, но и многие бактерии помимо собственных (гомологичных) сидерофоров могут использовать сидерофоры, синтезируемые другими микроорганизмами (гетерологичные) [2]. Возможность использования микроорганизмами гетерологичных сидеро-форов позволяет микроорганизмам лучше адаптироваться к условиям окружающей среды, что особенно важно для патогенных микроорганизмов. В данном случае способность использовать гетероло-гичные сидерофоры повышает конкурентоспособность патогенных микроорганизмов в организме хозяина. Основными конкурентами патогенов за железо в организме хозяина являются железосвязы-вающие белки. Способность сидерофоров связывать железо с более высокой аффинностью, чем же-лезосвязывающие белки, приводит к отбору железа у организма хозяина в пользу патогена.
Широкое применение среди сидерофоров находит дефероксамин (Десферал, Novartis Pharma Stein AG, Швейцария), его введение в плазму используют для терапии больных гемосидерозами различного генеза. Исходя из возможности микроорганизмов использовать гетерологичные сидеро-
форы, применять подобные препараты следует с большой осторожностью, так как это может способствовать возникновению генерализованных форм инфекций.
Заключение. Таким образом, эволюционно микроорганизмы выработали способность к синтезу сидерофоров в условиях дефицита железа, что важно для оптимального развития в окружающей среде и в определенных ситуациях может оказаться критичным для выживания популяции. Несмотря на важность сидерофоров для микроорганизмов, до сих пор не проведена оценка их роли в формировании микробных ассоциаций и межмикробных взаимодействиях. Логично предположить, что микроорганизмы могут объединяться в микробные ассоциации для удовлетворения своих потребностей в железе. В этом случае микробные стратегии получения железа можно рассматривать как один из факторов, определяющих формирование и устойчивость микробных ассоциаций, играющих важную роль в функционировании нормомикробиоценозов и патологических микробиоценозов организма хозяина.
Вызывает интерес изучение межмикробных взаимодействий с позиции взаимодействия системы QS (от англ. quorum sensing - чувство кворума) и микробного гомеостаза железа. QS представляет собой механизм «общения» микроорганизмов посредством диффузии низкомолекулярных веществ-индукторов QS [22, 23]. Железо, как и индукторы системы QS, регулируют вирулентность бактерий, поэтому очевидно существование связи между этими системами. На данный момент расшифрована структура многих индукторов системы QS, они представляют собой гомосеринлактоны, индол, производные хинолина и др. [6, 7]. Одним из синтезируемых микроорганизмами индукторов QS являются мембранотропные алкилоксибензолы (АОБ), образующие специфическую систему ауторегуляции роста и развития микроорганизмов. Данная система однотипна по характеру действия для микроорганизмов различных таксономических групп [8]. АОБ присутствуют в культурах микроорганизмов в виде смесей изомеров и гомологов, различающихся положением заместителей в ароматическом кольце и длиной алкильного радикала. Накапливаясь в развивающихся культурах микроорганизмов до порогового уровня, АОБ вызывают переход культуры в стационарную фазу, а при дальнейшем повышении концентрации - образование покоящихся форм, устойчивых к повреждающим воздействиям [3, 8]. Еще одной важной функцией АОБ является их действие как антиоксидантов. За счет способности к многостадийному окислению алкилоксибензолы функционируют в качестве ловушек активных форм кислорода [1, 35].
Интерес к мембранотропным ауторегуляторам в аспекте стратегий получения железа обусловлен их химической структурой. Норадреналин и адреналин стимулируют рост Klebsiella pneumoniae, P. aeruginosa, Enterobacter cloacae, Shigella sonnei, S. aureus без и в присутствии трансферрина in vitro [4, 40]. Ростостимулирующий эффект зависит от дозы инокулюма и объясняется структурным сходством норадреналина с сидерофора микатехолатного типа (рис. 4). Норадреналин способствует перераспределению железа между молекулами трансферрина, в результате чего доступность железа для энтеробактина E. coli повышается [21].
oh
oh
ho
ho—ch ch2
nh2
Норадреналин
HO CH
(CH2)n H3C-CH CH3
Факторы d1
Вибриобактин
Рис. 4. Химическая структура норадреналина, факторов di P. carboxydo-flava и B. cereus, сидерофора катехолатного типа (вибриобактин V. cholerae)
Учитывая универсальность системы регуляции с участием АОБ у микроорганизмов, а также их функции как адаптогенов, целесообразно исследовать влияние АОБ на микробную стратегию получения железа. Возможно, что АОБ путем взаимодействия с железосвязывающими белками будут
изменять их конфирмацию и облегчать сидерофор-опосредованный отбор железа. Полученные результаты могут иметь значение для понимания механизмов межмикробных взаимоотношений с участием ауторегуляторов и связи системы QS с микробным гомеостазом железа.
Список литературы
1. Вострокнутова, Г. Н. Мембраноактивные свойства препарата из культуральной жидкости бактерий, обладающего ауторегуляторным действием / Г. Н. Вострокнутова, А. С. Капрельянц, В. В. Светличный, Г. И. Эль-Регистан, В. В. Шевцов, Д. Н. Остроковский // Прикладная микробиология и биохимия. - 1983. - Т. 19, № 4. - С. 547-551.
2. Ермилова, Е. В. Молекулярные аспекты адаптации прокариот / Е. В. Ермилова. - СПб. : Изд-во Санкт-Петербургского государственного университета, 2007. - 299 с.
3. Колпаков, А. И. Стабилизация ферментов аутоиндукторами анабиоза как один из механизмов устойчивости покоящихся форм микроорганизмов / А. И. Колпаков, А. Н. Ильинская, М. И. Беспалов, Ф. Г. Куприянова-Ашина, В. Ф. Гальченко, Б. И. Курганов, Г. И. Эль-Регистан // Микробиология. - 2000. -Т. 69, № 2. - С. 224-230.
4. Леонов, В. В. Влияние эпинефрина на патогенность госпитальных стафилококков / В. В. Леонов, Л. В. Леонова, Л. Н. Деревянко, Т. Н. Соколова // Вестник Ивановской медицинской академии. - 2014. - Т. 19, № 4. - С. 23-26.
5. Миронов, А. Ю. Железо, вирулентность и межмикробные взаимодействия условно-патогенных микробов / А. Ю. Миронов, В. В. Леонов // Успехи современной биологии. - 2016. - T. 136, № 3. - С. 285-294.
6. Шпаков, А. О. Пептидные аутоиндукторы бактерий / А. О. Шпаков // Микробиология. - 2009. - Т. 78, № 3. - С. 291-303.
7. Шпаков, А. О. Сигнальные молекулы бактерий непептидной природы QS-типа / А. О. Шпаков // Микробиология, 2009. - Т. 78, № 2. - С. 163-175.
8. Эль-Регистан, Г. И. Покой как форма адаптации микроорганизмов / Г. И. Эль-Регистан. - М. : Медицина, 2005. - 129 с.
9. Actis, L. A. Characterization and regulation of the expression of FatB, an iron transport protein encoded by the pJM1 virulence plasmid / L. A. Actis, M. E. Tolmasky, L. M. Crosa, J. H. Crosa // Mol. Microbiol. - 1995. - Vol. 17. -P. 197-204.
10. Aisen, P. Lactoferrin and transferring : a comparative study / P. Aisen, A. Leibman // Biochim. Biophys. Acta. - 1972. - Vol. 257, № 2. - P. 314-323.
11. Brock, J. H. Relative availability of transferring bound iron and cell-derived iron to aerobactin-producing and enterochelin-producing strains of Escherichia coli and other microorganisms / J. H. Brock, P. H. Williams, J. Liceaga, K. G. Wooldridge // Infect. Immun. - 1991. - Vol. 59. - P. 3185-3190.
12. Buchanan, S. K. Crystal structure of the outer membrane active transporter FepA from Escherichia coli / S. K. Buchanan, B. S. Smith, L. Venkatramani, D. Xia, L. Esser, M. Palnitkar, R. Chakraborty, D. van der Helm, J. Deisenhofer // Nat. Struct. Biol. - 1999. - Vol. 6. - P. 56-63.
13. Carrano, C. J. Coordination chemistry of microbial iron transport compounds : rhodotorulic acid and iron uptake in Rhodotorula pilimanae / C. J. Carrano, K. N. Raymond // J. Bacteriol. - 1978. - Vol. 136. - P. 69-74.
14. Challis, G L. A widely distributed bacterial pathway for siderophore biosynthesis independent of nonribo-somal peptide synthetases / G. L. Challis // Chem. biochem. - 2005. - Vol. 6. - P. 601-611.
15. Cobessi, D. Crystal structure at high resolution of ferric-pyochelin and its membrane receptor FptA from Pseudomonas aeruginosa / D. Cobessi, H. Celia, F. Pattus // J. Mol. Biol. - 2005. - Vol. 352. - P. 893-904.
16. Cobessi, D. The crystal structure of the pyoverdine outer membrane receptor FpvA from Pseudomonas aeruginosa at 3.6 angstroms resolution / D. Cobessi, H. Celia, N. Folschweiller, I. J. Schalk, M. A. Abdallah, F. Pattus // J. Mol. Biol. - 2005. - Vol. 347. - P. 121-134.
17. Cox, C. D. Effect of pyochelin on the virulence of Pseudomonas aeruginosa / C. D. Cox // Infect. Immun. -1982. - Vol. 36. - P. 17-23.
18. Crosa, J. H. A plasmid associated with virulence in the marine fish pathogen Vibrio anguillarum specifies an iron-sequestering system / J. H. Crosa// Nature. - 1980. - Vol. 284. - P. 566-568.
19. Dertz, E. A. Siderophores and transferrins / E. A. Dertz, K. N. Raymond // In Comprehensive coordination chemistry II, vol. 8 / L. Que, Jr., and W. B. Tolman (ed.). - Philadelphia, PA : Elsevier, Ltd., 2003. -P. 141-168.
20. Enard, C. Systemic virulence of Erwinia chrysanthemi 3937 requires a functional iron assimilation system / C. Enard, A. Diolez, D. Expert // J. Bacteriol. - 1988. - Vol. 170. - P. 2419-2426.
21. Freestone, P. P. Involvement of enterobactin in norepinephrine-mediated iron supply from transferrin to en-terohemorrhagic Escherichia coli / P. P. Freestone, R. D. Haigh, P. H. Williams, M. Lyte // FEMS Microbiol. Lett. -2003. - Vol. 222. - P. 39-43.
22. Fuqua, W. C. Listening in on bacteria: acyl-gomoserinlacton signaling / W. C. Fuqua, E. P. Greenberg // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. - 2002. - Vol. 3. - P. 685-695.
23. Fuqua, W. Quorum sensing in bacteria: the Lux R - Lux I family of cell density-responsive transcriptional
regulators / W. Fuqua, S. Winans, E. P. Greenberg // J. Bacteriol. - 1994. - Vol. 176, № 2. - P. 269-275.
24. Georgatsou, E. The yeast Fre1p/Fre2p cupric reductases facilitate copper uptake and are regulated by the copper-modulated Maclp activator / E. Georgatsou, L. A. Mavrogiannis, G. S. Fragiadakis, D. Alexandraki // J. Biol. Chem. - 1997. - Vol. 272. - P. 13786-13792.
25. Hantke, K. Iron and metal regulation in bacteria / K. Hantke // Curr. Opin. Microbiol. - 2001. - Vol. 4. -P. 172-177.
26. Harris, W. R. Coordination chemistry of microbial iron transport compounds. 16. Isolation, characterization and formation constants of ferric aerobactin / W. R. Harris, C. J. Carrano, K. N. Raymond // J. Am. Chem. Soc. - 1979.
- Vol. 101. - P. 2722-2727.
27. Heesemann, J. Virulence of Yersinia enterocolitica is closely associated with siderophore production, expression of an iron-repressible outer membrane polypeptide of 65,000 Da and pesticin sensitivity / J. Heesemann, K. Hantke, T. Vocke, E. Saken, A. Rakin, I. Stojiljkovic, R. Berner // Mol. Microbiol. - 1993. - Vol. 8. - P. 397-408.
28. Heymann, P. A gene of the major facilitator superfamily encodes a transporter for enterobactin (Enb1p) in Saccharomyces cerevisiae / P. Heymann, J. F. Ernst, G. Winkelmann // Biometals. - 2000. - Vol. 13. - P. 65-72.
29. Heymann, P. Identification and substrate specificity of a ferrichrome-type siderophore transporter (Arn1p) in Saccharomyces cerevisiae / P. Heymann, J. F. Ernst, G. Winkelmann // FEMS Microbiol. Lett. - 2000. - Vol. 186. -P. 221-227.
30. Heymann, P. Identification of a fungal triacetylfusarinine C siderophore transport gene (TAF1) in Saccharomyces cerevisiae as a member of the major facilitator superfamily / P. Heymann, J. F. G. Ernst Winkelmann // Biometals. - 1999. - Vol. 12. - P. 301-306.
31. Heymann, P. The siderophore iron transporter of Candida albicans (Sit1p/Arn1p) mediates uptake of ferrichrome-type siderophores and is required for epithelial invasion / P. Heymann, M. Gerads, M. Schaller, F. Dromer, G. Winkelmann, J. F. Ernst // Infect. Immun. - 2002. - Vol. 70. - P. 5246-5255.
32. Higgs, P. I. Quantification of known components of the Escherichia coli TonB energy transduction system: TonB, ExbB, ExbD and FepA / P. I. Higgs, R. A. Larsen, K. Postle // Mol. Microbiol. - 2002. - Vol. 44. - P. 271-281.
33. Kohli, R. M. Generality of peptide cyclization catalyzed by isolated thioesterase domains of nonribosomal peptide synthetases / R. M. Kohli, J. W. Trauger, D. Schwarzer, M. A. Marahiel, C. T. Walsh // Biochemistry. - 2001. -Vol. 40. - P. 7099-7108.
34. Kosman, D. J. Molecular mechanisms of iron uptake in fungi / D. J. Kosman // Mol. Microbiol. -2003. -Vol. 47. - P. 1185-1197.
35. Kozubek, A. Resorcinol lipids, the natural non-isoprenoid phenolic amphiphiles and their biological activity / A. Kozubek, N. Tuman // Chem. Rev. - 1999. - Vol. 99, № 1. - P. 1-31.
36. Locher, K. P. Transmembrane signaling across the ligand-gated FhuA receptor: crystal structures of free and ferrichromebound states reveal allosteric changes / K. P. Locher, B. Rees, R. Koebnik, A. Mitschler, L. Moulinier, J. P. Rosenbusch, D. Moras // Cell. - 1998. - Vol. 95. - P. 771-778.
37. Meyer, J.-M. Pyoverdin is essential for virulence of Pseudomonas aeruginosa/ J.-M. Meyer, A. Neely, A. Stintzi, C. Georges, I. A. Holder // Infect. Immun. - 1996. - Vol. 64. - P. 518-523.
38. Miethke, M. Siderophore-based iron acquisition and pathogen control / M. Miethke, M. A. Marahiel // Microbiology and Molecular Biology Reviews. - 2007. - Vol. 71, № 3. - P. 413-451.
39. Neilands, J. B. Siderophores : Structure and Function of Microbial Iron Transport Compounds / J. B. Neilands // J. Biol. Chem. - 1995. - Vol. 270, № 45. - P. 26723-26726.
40. O'Donnel, P. M. Enhancement of In Vitro Growth of Pathogenic Bacteria by Norepinephrine : Importance of Inoculum Density and Role of Transferrin / P.M. O'Donnel, H. Aviles, M. Lyte, G. Sonnenfeld // Applied and environmental microbiology. - 2006. - Vol. 72, № 7. - P. 5097-5099.
41. Raymond, K. N. Coordination chemistry and microbial iron transport / K. N. Raymond, C. J. Carrano // J. Am. Chem. Soc. - 1979. - Vol. 12. - P. 183-190.
42. Rodriguez, G. M. Identification of an ABC transporter required for iron acquisition and virulence in Mycobacterium tuberculosis / G. M. Rodriguez, I. Smith // J. Bacteriol. - 2006. - Vol. 188. - P. 424-430.
43. Ross-Gillespie, A. Gallium-mediated siderophore quenching as an evolutionarily robust antibacterial treatment / A. Ross-Gillespie, M. Weigert, S. P. Brown, R. Kümmerli // Evol. Med. Public. Health. - 2014. - Vol. 2014, № 1.
- P 18-29.
44. Schroder, I. Microbial ferric iron reductases / I. Schroder, E. Johnson, S. de Vries // FEMS Microbiol. Rev. -2003. - Vol. 27. - P. 427-447.
45. Tseng, C. F. Bacterial siderophores: the solution stoichiometry and coordination of the Fe(III) complexes of pyochelin and related compounds / C. F. Tseng, A. Burger, G. L. Mislin, I. J. Schalk, S. S.-F. Yu, S. I. Chan, M. A. Abdallah // J. Biol. Inorg. Chem. - 2006. - Vol. 11. - P. 419-432.
46. Williams, P. H. Novel iron uptake system specified by ColV plasmids : an important component in the virulence of invasive strains of Escherichia coli / P. H. Williams // Infect. Immun. - 1979. - Vol. 26. - P. 925-932.
47. Wyckoff, E. E. A multifunctional ATP-binding cassette transporter system from Vibrio cholerae transports vibriobactin and enterobactin / E. E. Wyckoff, A. M. Valle, S. L. Smith, S. M. Payne // J. Bacteriol. - 1999. - Vol. 181. -P. 7588-7596.
48. Yue, W. W. Structural evidence for iron-free citrate and ferric citrate binding to the TonB-dependent outer
membrane transporter FecA / W. W. Yue, S. Grizot, S. K. Buchanan // J. Mol. Biol. - 2003. - Vol. 332. - P. 353-368.
49. Yun, C. W. The role of the FRE family of plasma membrane reductases in the uptake of siderophore-iron in Saccharomyces cerevisiae / C. W. Yun, M. Bauler, R. E. Moore, P. E. Klebba, C. C. Philpott // J. Biol. Chem. - 2001. -Vol. 276. - P. 10218-10223.
50. Zhu, M. Functions of the siderophore esterases IroD and IroE in iron-salmochelin utilization / M. Zhu, M. Valdebenito, G. Winkelmann, K. Hantke // Microbiology. - 2005. - Vol. 151. - P. 2363-2372.
References
1. Vostroknutova G. N., Kaprel'yants A. S., Svetlichnyy V. V., El'-Registan G. I., Shevtsov V. V., Ostrokovskiy D. N. Membranoaktivnye svoystva preparata iz kul'tural'noy zhidkosti bakteriy, obladayushchego auto-regulyatornym deystviem [Membrane-active properties of the drug from the culture medium of bacteria having auto-regulatory effect]. Prikladnaya mikrobiologiya i biokhimiya [Applied Microbiology and Biochemistry], 1983, vol. 19, no. 4, pp. 547-551.
2. Ermilova E. V. . Molekulyarnye aspekty adaptatsii prokariot [Molecular aspects of the adaptation of prokar-yotes]. Saint Petersburg, Izdatel'stvo Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo universiteta [Publishing house of Saint Petersburg State University], 2007, 299 p.
3. Kolpakov A. I., Il'inskaya A. N., Bespalov M. I., Kupriyanova-Ashina F. G., Gal'chenko V. F., Kurganov B. I., El'-Registan G. I. Stabilizatsiya fermentov autoinduktorami anabioza kak odin iz mekhanizmov ustoychivosti pokoyashchikhsya form mikroorganizmov [Stabilization of enzymes by dormancy autoinducers as a possible mechanism of resistance of resting microbal forms]. Mikrobiologiya [Microbiology], 2000, vol. 69, no. 2, pp. 224-230.
4. Leonov V. V., Leonova L. V., Derevyanko L. N., Sokolova T. N. Vliyanie epinefrina na patogennost' gospi-tal'nykh stafilokokkov [The pathogenicity of hospital staphylococci: the impact of adrenaline in vitro]. Vestnik Ivanovskoy meditsinskoy akademii [Bulletin of the Ivanovo Medical Academy], 2014, vol. 19, no. 4, pp. 23-26.
5. Mironov, A. Yu., Leonov V. V. Zhelezo, virulentnost' i mezhmikrobnye vzaimodeystviya uslovno-patogennykh mikrobov [Iron, virulence and intermicrobial interactions of opportunistic pathogens]. Uspekhi sovremen-noy biologii [Advances in Current Biology], 2016, vol. 136, no. 3, pp. 301-310.
6. Shpakov A. O. Peptidnye autoinduktory bakteriy [Peptide autoinducers in bacteria]. Mikrobiologiya [Microbiology], 2009, vol. 78, no.3, pp. 291-303.
7. Shpakov A. O. Signal'nye molekuly bakteriy nepeptidnoy prirody QS-tipa [QS-type bacterial signal molecules of nonpeptide origin]. Mikrobiologiya [Microbiology], 2009, vol. 78, no. 2, pp. 163-175.
8. El'-Registan G. I. Pokoy kak forma adaptatsii mikroorganizmov [Rest as a form of adaptation of microorganisms]. Moscow, Meditsina [Medicine], 2005, 129 p.
9. Actis L. A., Tolmasky M. E., Crosa L. M., Crosa J. H. Characterization and regulation of the expression of FatB, an iron transport protein encoded by the pJM1 virulence plasmid, Mol. Microbiol, 1995. vol. 17, pp. 197-204.
10. Aisen P., Leibman A. Lactoferrin and transferrin: a comparative study. Biochim. Biophys. Acta., 1972, vol. 257, no. 2, pp. 314-323.
11. Brock J. H., Williams P. H., Liceaga J., Wooldridge K. G Relative availability of transferring bound iron and cell-derived iron to aerobactin-producing and enterochelin-producing strains of Escherichia coli and other microorganisms. Infect. Immun., 1991,vol. 59, pp. 3185-3190.
12. Buchanan S. K., Smith B. S., Venkatramani L., Xia D., Esser L., Palnitkar M., Chakraborty R., van der Helm D., Deisenhofer J. Crystal structure of the outer membrane active transporter FepA from Escherichia coli. Nat. Struct. Biol., 1999, vol. 6, pp. 56-63.
13. Carrano C. J., Raymond K. N. Coordination chemistry of microbial iron transport compounds: rhodotorulic acid and iron uptake in Rhodotorula pilimanae. J. Bacteriol., 1978, vol. 136, pp. 69-74.
14. Challis G. L. A widely distributed bacterial pathway for siderophore biosynthesis independent of nonriboso-mal peptide synthetases. Chem. biochem., 2005, vol. 6., pp. 601-611.
15. Cobessi D., Celia H., Pattus F. Crystal structure at high resolution of ferric-pyochelin and its membrane receptor FptA from Pseudomonas aeruginosa. J. Mol. Biol., 2005, vol. 352, pp. 893-904.
16. Cobessi D., Celia H., Folschweiller N., Schalk I. J., Abdallah M. A., Pattus F. The crystal structure of the pyoverdine outer membrane receptor FpvA from Pseudomonas aeruginosa at 3.6 angstroms resolution. J. Mol. Biol., 2005, vol. 347, pp. 121-134.
17. Cox C. D. Effect of pyochelin on the virulence of Pseudomonas aeruginosa. Infect. Immun., 1982, vol. 36, pp. 17-23.
18. Crosa J. H. A plasmid associated with virulence in the marine fish pathogen Vibrio anguillarum specifies an iron-sequestering system. Nature, 1980, vol. 284, pp. 566-568.
19. Dertz E. A., Raymond K. N. Siderophores and transferrins. In L. Que, Jr., and W. B. Tolman (ed.), Comprehensive coordination chemistry II, 2003. vol. 8, Philadelphia, PA, Elsevier, Ltd., pp. 141-168.
20. Enard C., Diolez A., Expert D. Systemic virulence of Erwinia chrysanthemi 3937 requires a functional iron assimilation system. J. Bacteriol., 1988, vol. 170, pp. 2419-2426.
21. Freestone P. P., Haigh R. D., Williams P. H., Lyte M. Involvement of enterobactin in norepinephrine-
mediated iron supply from transferrin to enterohemorrhagic Escherichia coli. FEMS Microbiol. Lett., 2003, vol. 222, pp. 39-43.
22. Fuqua W. C., Greenberg E. P. Listening in on bacteria: acyl-gomoserinlacton signaling. Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2002, vol. 3.pp. 685-695.
23. Fuqua W., Winans S., Greenberg E. P. Quorum sensing in bacteria: the Lux R - Lux I family of cell density-responsive transcriptional regulators. J. Bacteriol., 1994, vol. 176, no. 2, pp. 269-275.
24. Georgatsou E., Mavrogiannis L. A., Fragiadakis G. S., Alexandraki D. The yeast Fre1p/Fre2p cupric reductases facilitate copper uptake and are regulated by the copper-modulated Maclp activator. J. Biol. Chem., 1997, vol. 272, pp. 13786-13792.
25. Hantke K. Iron and metal regulation in bacteria. Curr. Opin. Microbiol., 2001, vol. 4, pp. 172-177.
26. Harris W. R., Carrano C. J., Raymond K. N. Coordination chemistry of microbial iron transport compounds. 16. Isolation, characterization and formation constants of ferric aerobactin. J. Am. Chem. Soc., 1979, vol. 101, pp. 2722-2727.
27. Heesemann J., Hantke K., Vocke T., Saken E., Rakin A., Stojiljkovic I., Berner R. Virulence of Yersinia en-terocolitica is closely associated with siderophore production, expression of an iron-repressible outer membrane polypeptide of 65,000 Da and pesticin sensitivity. Mol. Microbiol., 1993, vol. 8, pp. 397-408.
28. Heymann P., Ernst J. F., Winkelmann G. A gene of the major facilitator superfamily encodes a transporter for enterobactin (Enb1p) in Saccharomyces cerevisiae. Biometals, 2000, vol. 13, pp. 65-72.
29. Heymann P., Ernst J. F., Winkelmann G. Identification and substrate specificity of a ferrichrome-type siderophore transporter (Arn1p) in Saccharomyces cerevisiae. FEMS Microbiol. Lett., 2000, vol. 186, pp. 221-227.
30. Heymann P., Ernst J. F., Winkelmann G. Identification of a fungal triacetylfusarinine C siderophore transport gene (TAF1) in Saccharomyces cerevisiae as a member of the major facilitator superfamily.Biometals., 1999,vol. 12, pp. 301-306.
31. Heymann P., Gerads M., Schaller M., Dromer F., Winkelmann G., Ernst J. F. The siderophore iron transporter of Candida albicans (Sit1p/Arn1p) mediates uptake of ferrichrome-type siderophores and is required for epithelial invasion. Infect. Immun., 2002, vol. 70, pp. 5246-5255.
32. Higgs P. I., Larsen R. A., Postle K. Quantification of known components of the Escherichia coli TonB energy transduction system: TonB, ExbB, ExbD and FepA. Mol. Microbiol., 2002, vol. 44, pp. 271-281.
33. Kohli R. M., Trauger J. W., Schwarzer D., Marahiel M. A., Walsh C. T. Generality of peptide cyclization catalyzed by isolated thioesterase domains of nonribosomal peptide synthetases. Biochemistry, 2001, vol. 40, pp. 7099-7108.
34. Kosman D. J. Molecular mechanisms of iron uptake in fungi. Mol. Microbiol., 2003, vol. 47, pp. 1185-1197.
35. Kozubek A., Tuman N. Resorcinol lipids, the natural non-isoprenoid phenolic amphiphiles and their biological activity. Chem. Rev., 1999, vol. 99, no. 1, pp. 1-31.
36. Locher K. P., Rees B., Koebnik R, Mitschler A., Moulinier L., Rosenbusch J. P., Moras D. Transmembrane signaling across the ligand-gated FhuA receptor: crystal structures of free and ferrichromebound states reveal allosteric changes. Cell., 1998, vol. 95. pp. 771-778.
37. Meyer J.-M., Neely A., Stintzi A., Georges C., Holder I. A. Pyoverdin is essential for virulence of Pseudomonas aeruginosa. Infect. Immun., 1996, vol. 64, pp. 518-523.
38. Miethke M., Marahiel M. A. Siderophore-based iron acquisition and pathogen control. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2007, vol. 71, no. 3, pp. 413-451.
39. Neilands J. B. Siderophores: Structure and function of microbial iron transport compounds. J. Biol. Chem., 1995, vol. 270, no. 45, pp. 26723-26726.
40. O'Donnel P. M., Aviles H., Lyte M., Sonnenfeld G. Enhancement of In Vitro Growth of Pathogenic Bacteria by Norepinephrine: Importance of Inoculum Density and Role of Transferrin. Applied and environmental microbiology, 2006, vol. 72, no. 7, pp. 5097-5099.
41. Raymond K. N., Carrano C. J. Coordination chemistry and microbial iron transport. J. Am. Chem. Soc., 1979, vol. 12, pp. 183-190.
42. Rodriguez G. M., Smith I. Identification of an ABC transporter required for iron acquisition and virulence in Mycobacterium tuberculosis. J. Bacteriol., 2006, vol. 188, pp. 424-430.
43. Ross-Gillespie A., Weigert M., Brown S. P., Kümmerli R. Gallium-mediated siderophore quenching as an evolutionarily robust antibacterial treatment. Evol Med Public Health, 2014, vol. 2014, no. 1, pp. 18-29.
44. Schroder I., Johnson E., de Vries S. Microbial ferric iron reductases. FEMS Microbiol. Rev., 2003, vol. 27, pp. 427-447.
45. Tseng C. F., Burger A., Mislin G.L., Schalk I. J., Yu S. S.-F., Chan S. I., Abdallah M. A. Bacterial siderophores: the solution stoichiometry and coordination of the Fe(III) complexes of pyochelin and related compounds. J. Biol. Inorg. Chem., 2006, vol. 11, pp. 419-432.
46. Williams P. H. Novel iron uptake system specified by ColV plasmids: an important component in the virulence of invasive strains of Escherichia coli. Infect. Immun., 1979, vol. 26, pp. 925-932.
47. Wyckoff E. E., Valle A. M., Smith S. L., Payne S. M. A multifunctional ATP-binding cassette transporter system from Vibrio cholerae transports vibriobactin and enterobactin. J. Bacteriol., 1999, vol. 181, pp. 7588-7596.
48. Yue W. W., Grizot S., Buchanan S. K. Structural evidence for iron-free citrate and ferric citrate binding to the TonB-dependent outer membrane transporter FecA. J. Mol. Biol., 2003, vol. 332, pp. 353-368.
49. Yun C. W., Bauler M., Moore R. E., Klebba P. E., Philpott C. C. The role of the FRE family of plasma membrane reductases in the uptake of siderophore-iron in Saccharomyces cerevisiae. J. Biol. Chem., 2001, vol. 276, pp. 10218-10223.
50. Zhu M., Valdebenito M., Winkelmann G., Hantke K. Functions of the siderophore esterases IroD and IroE in iron-salmochelin utilization. Microbiology, 2005, vol. 151, pp. 2363-2372.
УДК 618.5-089.888.61 14.01.00 - Клиническая медицина
© А.Е. Сарбасова, С.П. Синчихин,
Л.В. Степанян, С.А. Бердиева, О.Ю. Филимонов, 2016
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ КРОВОПОТЕРИ ПРИ КЕСАРЕВОМ СЕЧЕНИИ
Сарбасова Аида Ерболатовна, врач-акушер-гинеколог родильного отделения № 2, ГБУЗ АО «Клинический родильный дом», аспирант кафедры акушерства и гинекологии лечебного факультета, ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел.: 8-906-458-89-03, e-mail: rekhman-a081177@mail.ru.
Синчихин Сергей Петрович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии лечебного факультета, ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел: (8512) 33-05-50,e-mail: agma@astranet.ru.
Степанян Лусине Вардановна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры акушерства и гинекологии лечебного факультета, ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, д. 121, тел: (8512) 33-05-50, e-mail: agma@astranet.ru.
Бердиева Сабина Абиль-кызы, врач-акушер-гинеколог, заведующая женской консультацией ГБУЗ АО «Городская клиническая больница № 4 имени В.И. Ленина», 414011, г. Астрахань, ул. Космонавта В. Комарова, д. 67а, тел: 8-927-280-22-42, e-mail: bersab5@mail.ru.
Филимонов Олег Юрьевич, врач-терапевт, поликлиника военно-медицинской службы Войсковой части 64080, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Молодой гвардии, д. 10, ул. Михаила Аладьина, д. 7, тел.: 8-927-574-39-70, e-mail: filimonol@yandex.ru.
Представлены преимущества и недостатки современных методов фармакологического и хирургического гемостаза, используемых с лечебной целью при патологических кровотечениях во время операции кесарева сечения. Указано, что обозначенное направление требует дальнейшего изучения и интенсивного развития с целью создания такого алгоритма профилактики кровотечения и оптимизации оперативной техники при абдоминальном родоразрешении, который доступен на всех уровнях оказания акушерской помощи населению.
Ключевые слова: кесарево сечение, кровотечение, гемостаз.
METHODS TO REDUCE BLOOD LOSS AT CESAREAN SECTION
Sarbasova Aida E., obstetrician-gynecologist, Clinical Maternity Hospital; postgraduate student, Astrakhan State Medical University, 121 Bakinskaya St., Astrakhan, 414000, Russia, tel.: 8-906-45-88-903, e-mail: rekhman-a081177@mail.ru.
Sinchikhin Sergey P., Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of Department, Astrakhan State Medical University, 121 Bakinskaya St., Astrakhan, 414000, Russia, tel.: (8512) 33-05-50, e-mail: agma@astranet.ru.
Stepanyan Lusine V., Cand. Sci. (Med.), Assistant, Astrakhan State Medical University, 121 Bakinskaya St., Astrakhan, 414000, Russia, tel.: (8512) 33-05-50, e-mail: agma@astranet.ru.
Berdievа Sabina A., obstetrician-gynecologist, Head of Female Counselling Centre, Municipal Clinical Hospital № 4 named after V.I. Lenin, 67a Kosmonavta V. Komarova St., Astrakhan, 414011, Russia, tel.: 8-927-280-22-42, e-mail: bersab5@mail.ru.
Filimonov Oleg Yu., Therapist, Outpatient Department of Military Medical Service of Military Unit 64080, 10 Molodoy gvardii St., 7 Mikhaila Alad'ina St., Astrakhan, 414000, Russia, tel.: 8-927-574-39-70,
