CC BY
10
https://doi/org/10.33647/2713-0428-17-3E-114-117
(«О
BY 4.0
СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ТЕРМОЛАБИЛЬНОГО БАКТЕРИОЦИНА, ПРОДУЦИРУЕМОГО ШТАММОМ LIMOSILACTOBACILLUS FERMENTUMIIE MD-150
А.В. Мачулин1*, И.В. Косарев2, Т.Н. Абашина1, В.М. Абрамов2, В.Н. Уверский3,
А.В. Карлышев4
1 ФГБУН «Федеральный исследовательский центр «Пущинский научный центр биологических
исследований РАН» 142290, Российская Федерация, Московская обл., г. Пущино, просп. Науки, 3
2 ОАО «Институт инженерной иммунологии» 142380, Российская Федерация, Московская обл., Чеховский р-н, п. Любучаны, ул. Научная, 1
3 Университет Южной Флориды 33620, США, Флорида, Тампа, просп. E. Фаулер, 4202
4 Кингстонский университет в Лондоне KT1 1LQ, Великобритания, Лондон, Суррей, Кингстон-апон-Темс, ул. Хайстрит, 53-57, Ривер Хаус
Бактериоцины — бактериальные белки или пептиды, обладающие антимикробным действием и синтезируемые на рибосомах. Для высокомолекулярного бактериоцина, продуцируемого штаммом лактобацилл Limosilactobacillusfermentum IIE MD-150, имеющего статус GRAS (Generally Recognised as Safe), была обнаружена гомология аминокислотной последовательности с энтеролизином А, продуцируемым штаммом Enterococcus faecalis LMG 2333. Структурно-функциональные свойства термостабильного бактериоцина, продуцируемого штаммом L. fermentum IIE MD-150, предлагается использовать для профилактики и комплексного лечения инфекционных заболеваний, вызываемых антибиотикорезистентными штаммами золотистого стафилококка.
Ключевые слова: Limosilactobacillus fermentum, бактериоцин, антагонистическая активность Конфликт интересов: авторы заявили об отсутствии конфликта интересов. Для цитирования: Мачулин А.В., Косарев И.В., Абашина Т.Н., Абрамов В.М., Уверский В.Н., Карлышев А.В. Структурно-функциональные свойства термолабильного бактериоцина, продуцируемого штаммом Limosilactobacillusfermentum IIE MD-150. Биомедицина. 2021;17(3E):114-117. https://doi/org/10.33647/2713-0428-17-3E-114-117
Поступила 08.04.2021
Принята после доработки 23.07.2021
Опубликована 20.10.2021
А.В. Мачулин, И.В. Косарев, Т.Н. Абашина, В.М. Абрамов, В.Н. Уверский, А.В. Карлышев «Структурно-функциональные свойства термолабильного бактериоцина, продуцируемого штаммом Limosilactobacillus fermentum IIE MD-150»
STRUCTURAL AND FUNCTIONAL PROPERTIES OF THERMOLABLE BACTERIOCIN PRODUCED BY THE LIMOSILACTOBACILLUS FERMENTUM IIE MD-150 STRAIN
Andrey V. Machulin1*, Igor V. Kosarev2, Tatiana N. Abashina1, Vyacheslav M. Abramov2, Vladimir N. Uversky3, Andrey V. Karlyshev4
1 Federal Research Center "Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences" 142290, Russian Federation, Moscow Region, Pushchino, Science Avenue, 3
2 Institute of Immunological Engineering 142380, Russian Federation, Moscow Region, Chekhov District, Lyubuchany, Nauchnaya Str., 1
3 University of South Florida
33620, USA, Florida, Tampa, 4202 E. Fowler Avenue
4 Kingston University London
KT1 1LQ, Great Britain, London, Surrey, Kingston upon Thames, 53-57 High Str., River House
Bacteriocins are bacterial proteins or peptides exhibiting antimicrobial activity and synthesized on ribosomes. For a high molecular weight bacteriocin produced by the Limosilactobacillus fermentum IIE MD-150 strain and having the GRAS status (Generally Recognized as Safe), an amino acid sequence homology with enterolysin A produced by the Enterococus faecalis LMG 2333 strain was found. Lactobacillus fermentum IIE MD-150 can be used in the prevention and complex treatment of infectious diseases caused by antibiotic-resistant strains of Staphylococcus aureus.
Keywords: Limosilactobacillus fermentum, bacteriocin, antagonistic activity Conflict of interest: the authors declare no conflict of interest.
For citation: Machulin A.V., Kosarev I.V., Abashina T.N., Abramov V.M., Uversky V.N., Karlyshev A.V. Structural and Functional Properties of Thermolable Bacteriocin Produced by the Limosilactobacillus fermentum IIE MD-150 Strain. Journal Biomed. 2021;17(3E):114-117. https://doi/org/10.33647/2713-0428-17-3E-114-117
Submitted 08.04.2021 Revised 23.07.2021 Published 20.10.2021
Белки семействабактериоцинов рассматриваются как факторы межмикробного антагонизма, регулирующего популяции бактерий и колонизационную резистентность организма человека и животных к патогенным микроорганизмам. Штамм LimosilactobacШus fermentum ПБ МЭ-150, выделенный у здорового человека, продуцирует бактериоцин, являющийся белком с уникальной аминокислотной последовательностью. У всех известных в настоящее время лактобацилл с установленной структурой генома подобный бактериоцин, обеспечивающий широкий спектр антагонистической активности штамму L. fermentum ПБ МЭ-150, отсутст-
вует. Первичная структура (аминокислотная последовательность) бактериоцина содержит 371 аминокислотный остаток. Молекулярная масса бактериоцина составляет 40,8 кДа. Сигнальный пептид включает остатки 1-33. Высокомолекулярный бактериоцин, продуцируемый штаммом L. fermentum 11Б МЭ-150, относится к бактериоцинам III класса. Бактериоцины этого класса представляют собой антимикробные температурочувстви-тельные белки с молекулярной массой более 30 кДа. В этом классе бактериоцинов выделяют группу бактериолизинов, способных расщеплять пептидогликаны клеточной стенки бактерий. Обнаружена гомология
115
аминокислотной последовательности высокомолекулярного бактериоцина, продуцируемого штаммом лактобацилл Ь. /вгшвпЫш 11Е MD-150 и энтеролизина А, продуцируемого штаммом Е^вгососсш' /авсаШ LMG 2333.
Энтеролизин А — белок с молекулярной массой 34,5 кДа. ^терминальный домен этого белка гомологичен каталитическим доменам молекулярных структур бактериоцинов, вызывающих деградацию протеинов клеточной мембраны бактерий, действует как мурамилидаза. Он проявляет бактерицидную активность, вызывая лизис бактерий. Энтеролизин А разрушает пептидогликановые поперечные связи, в результате этого нерастворимый ригидный пептидогликан, защищающий бактериальную клетку-мишень от внешних воздействий, превращается в растворимые фрагменты, что приводит её к гибели. Несмотря на то, что энтерококки включены в состав молочнокислых бактерий, отношение к этим микроорганизмам не однозначно. С одной стороны, энтерококки входят в состав нормальной микрофлоры ЖКТ человека и животных и играют важ-
ную роль в обеспечении колонизационной резистентности тонкой и толстой кишки. С другой стороны, энтерококки содержат в своём геноме детерминанты патогенно-сти, вирулентности и антибиотикорези-стентности. По этим критериям они принадлежат к группе условно-патогенных микроорганизмов. Вид E. faecalis широко распространён в окружающей среде и способен вызывать заболевания инфекционной природы. E. faecalis, продуцирующий энтеролизин А, является возбудителем инфекций мочевыводящих путей, вагинитов, эндокардита, раневых и внутрибольничных инфекций. В то же время гомолог энтеролизина А — высокомолекулярный термолабильный бактериоцин, продуцируемый штаммом лактобацилл L. fermentum IIE MD-150, имеющим статус GRAS (Generally Recognised as Safe), в геноме которого отсутствуют детерминанты патогенности, вирулентности и антибиотикорезистент-ности, будет иметь большое значение для профилактики и комплексного лечения инфекционных заболеваний, вызываемых антибиотикорезистентными штаммами золотистого стафилококка.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ | INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Мачулин Андрей Валериевич*, к.б.н., ФГБУН
«Федеральный исследовательский центр
«Пущинский научный центр биологических
исследований РАН»;
e-mail: [email protected]
Косарев Игорь Васильевич, к.б.н., ОАО
«Институт инженерной иммунологии»;
e-mail: [email protected]
Абашина Татьяна Николаевна, к.б.н., ФГБУН
«Федеральный исследовательский центр
«Пущинский научный центр биологических
исследований РАН»;
e-mail: [email protected]
Абрамов Вячеслав Михайлович, д.б.н., проф.,
ОАО «Институт инженерной иммунологии»;
e-mail: [email protected]
Andrey V. Machulin*, Cand. Sci. (Biol.), Federal Research Center "Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences";
e-mail: [email protected]
Igor V. Kosarev, Cand. Sci. (Biol.), Institute
of Immunological Engineering;
e-mail: [email protected]
Tatiana N. Abashina, Cand. Sci. (Biol.), Federal
Research Center "Pushchino Scientific Center
for Biological Research of the Russian Academy
of Sciences";
e-mail: [email protected] Vyacheslav M. Abramov, Dr. Sci. (Biol.), Prof., Institute of Immunological Engineering; e-mail: [email protected]
А.В. Мачулин, И.В. Косарев, Т.Н. Абашина, В.М. Абрамов, В.Н. Уверский, А.В. Карлышев «Структурно-функциональные свойства термолабильного бактериоцина, продуцируемого штаммом Limosilactobacillus fermentum IIE MD-150»
Уверский Владимир Николаевич, д.ф.-м.н., Vladimir N. Uversky, Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof.,
проф., Университет Южной Флориды; University of South Florida;
е-mail: [email protected] е-mail: [email protected]
Карлышев Андрей Владимирович, к.б.н., Andrey V. Karlyshev, Cand. Sci. (Biol), Prof.,
проф., Кингстонский университет в Лондоне; Kingston University London;
е-mail: [email protected] е-mail: [email protected]
* Автор, ответственный за переписку / Corresponding author
