По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 546.2 DOI:10.33920/igt-01-2104-02

Исследование антибактериальной активности наноструктурированной системы сульфата меди в Na-карбоксиметилцеллюлозе на примере аборигенного штамма грамотрицательной бактерии Esherichia coli

Н.С. Ляховченко аспирант кафедры биохимии медицинского института ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»
В.Ю. Сенченков аспирант кафедры биохимии медицинского института ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»
А.Ю. Молдаванова аспирант кафедры фармакологии ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»
Д.А. Мягков студент кафедры биологии ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»
А.А. Сиротин канд. биол. наук, профессор, профессор кафедры биотехнологии и микробиологии ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»
А.А. Кролевец д-р хим. наук, академик РАЕН, заведующий лабораторией «Синтез микро- и наноструктур» ЧОУ ВО «Региональный открытый социальный институт»

В статье приводится исследование антибактериальной активности наноструктурированного сульфата меди в Na-карбоксиметилцеллюлозе на примере аборигенного штамма грамотрицательной бактерии Esherichia coli диско-диффузным методом, в ходе которого выявлено, что модификация действующего вещества повышает его биоцидные свойства на 321,34; 121,5; 369,5; 562,6 и 351,7% при повышении весового соотношения «ядро : оболочка» до 1:2 и концентрации с 0,5 до 1% в водных суспензиях.

Литература:

1. Определитель бактерий Берджи: в 2-х т. — Т. 1 / Пер. с англ.; под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. — М.: Мир, 1997. — 432 с., ил.

2. Reinthaler F.F., Posch J., Feierl G., Wüst G., Haas D., Ruckenbauer G., Mascher F., Marth E. Antibiotic resistance of E. coli in sewage and sludge // Water Research. — 2003. — Vol. 37. — Issue 8. — P. 1685–1690. — ISSN 0043-1354. — https://doi. org/10.1016/S0043-1354(02)00569-9.

3. Edberg S., Rice E., Karlin R., Allen M. Escherichia coli: the best biological drinking water indicator for public health protection // Journal of Applied Microbiology. — 2000. — № 88. — Р. 106–116. — DOI: 10.1111/j.1365-2672.2000.tb05338.x.

4. Решедько Г.К., Щебников А.Г., Морозов М.В., Решедько Л.А. Escherichia coli как возбудитель нозокомиальных инфекций в ОРИТ // КМАХ. — 2011. — № 4.

5. Кафтырева Л.А., Егорова С.А., Макарова М.А., Забровская А.В., Матвеева З.Н., Сужаева Л.В., Артамонова Ю.А. Характеристика биологических свойств Е. coli О104:Н4 — возбудителя крупной пищевой вспышки, возникшей в Германии в мае 2011 г. // Клиническая лабораторная диагностика. — 2012. — № 1.

6. Goeddel D.V., Shepard H.M., Yelverton E., Leung D., Crea R., Sloma A., Pestka S. Synthesis of human fibroblast interferon by E. coli // Nucleic Acids Research. — 1980. — Vol. 8. — Issue 18. — P. 4057– 4074. — https://doi.org/10.1093/nar/8.18.4057.

7. Направленная модификация метаболизма Escherichia coli для создания штаммов — продуцентов треонина / Т.В. Юзбашев, Т.В. Выборная, А.С. Ларина, И.Т. Гвилава, Н.Е. Воюшина, С.С. Мокрова, Е.Ю. Юзбашева, И.В. Манухов, С.П. Синеокий, В.Г. Дебабов // Биотехнология. — 2013. — Т. 29, № 2. — С. 8–33.

8. Liya Liang, Rongming Liu, Kyle E.O. Foster, Alaksh Choudhury, Sherri Cook, Jeffrey C. Cameron, Wil V. Srubar, Ryan T. Gill. Genome engineering of E. coli for improved styrene production // Metabolic Engineering. — 2020. — Vol. 57. — P. 74–84. — ISSN 1096-7176. — https://doi. org/10.1016/j.ymben.2019.09.007.

9. Sondi I., Salopek-Sondi B. Silver nanoparticles as antimicrobial agent: a case study on E. coli as a model for Gram-negative bacteria // Journal of Colloid and Interface Science. — 2004. — Vol. 275. — Issue 1. — P. 177–182. — ISSN 0021-9797. — https://doi.org/10.1016/j. jcis.2004.02.012.

10. Исследование антибактериальной активности наноконструированного азотнокислого серебра в Nа-карбоксиметилцеллюлозе и геллановой камеди на примере Staphylococcus aureus / А.А. Кролевец, А.А. Сиротин, Н.С. Ляховченко, В.Ю. Сенченков, А.Ю. Молдаванова, А.И. Нечаева // Наука и инновации в XXI веке: актуальные вопросы, открытия и достижения: сборник статей XIV Международной научно-практической конференции. — Пенза: МЦНС «Наука и просвещение», 2019. — 142 с.

11. Исследование антибактериальных свойств наноструктурированного азотнокислого серебра в геллановой камеди на примере грамотрицательных бактерий Escherichia coli / В.Ю. Сенченков, Н.С. Ляховченко, А.Ю. Молдаванова, Д.А. Мягков, А.А. Сиротин, А.А. Кролевец // Молодежь и наука: шаг к успеху: сборник научных статей 4-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок молодых ученых. Юго-Западный государственный университет; Московский политехнический университет. — 2020. — С. 242–248.

12. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации (по состоянию на 31 января 2020 года).

13. Синтез наночастицы меди и их бактерицидные свойства / Ж.Е. Шаихова, А.Н. Маукенова, Б.Р. Таусарова // VIII Международный Беремжановский съезд по химии и химической технологии: сб. докл. (9–10 октября 2014 года): в 2-х ч. — Ч. 1. — Усть-Каменогорск, 2014. — 266 c.

14. Фробишер М. Основы микробиологии. — М.: Мир, 1965.

15. Основы научных исследований в агрономии / В.Ф. Моисейченко, М.Ф. Трифонова, А.X. Заверюха, В.Е. Ещенко. — M.: Колос, 1996. — 336 с., ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

1. Bergey's guide to bacteria. In 2 volumes. Vol. 1: Per. from English / Ed. J. Hoult, N. Krieg, P. Snit, J. Staley, S. Williams. — M.: Mir, 1997. — 432 p., Ill.

2. Reinthaler F.F., Posch J., Feierl G., Wüst G., Haas D., Ruckenbauer G., Mascher F., Marth E. Antibiotic resistance of E. coli in sewage and sludge, Water Research, Volume 37, Issue 8, 2003, Pages 1685–1690, ISSN 0043-1354, https://doi. org/10.1016/S0043-1354(02)00569-9.

3. Edberg S., Rice E., Karlin R., Allen M. (2000). Escherichia coli: the best biological drinking water indicator for public health protection. Journal of Applied Microbiology, 88: 106S–116S. doi: 10.1111 / j.1365-2672.2000.tb05338.x.

4. Reshedko G.K., Shchebnikov A.G., Morozov M.V., Reshedko L.A. Escherichia coli as a causative agent of nosocomial infections in ICU // KMAK. 2011. No. 4.

5. Kaftyreva L.A., Egorova S.A., Makarova M.A., Zabrovskaya A.V., Matveeva Z.N., Suzhaeva L.V., Artamonova Yu.A. Characteristics of the biological properties of E. Coli O104: H4 causative agent of a large food outbreak that occurred in Germany in May 2011 // Clinical laboratory diagnostics. 2012. No. 1.

6. David V. Goeddel, H. Michael Shepard, Yelverton Elizabeth, David Leung, Roberto Crea, Alan Sloma, Sidney Pestka. Synthesis of human fibroblast interferon by E. coli, Nucleic Acids Research, Volume 8, Issue 18, September 25, 1980, Pages 4057– 4074, https://doi.org/10.1093/nar/8.18.4057.

7. Targeted modification of Escherichia coli metabolism to create threonine-producing strains. Yuzbashev T.V., Vybornaya T.V., Larina A.S., Gvilava I.T., Voyushina N.E., Mokrova S.S., Yuzbasheva E.Yu., Manukhov I.V., Sineokiy S.P., Debabov V.G. Biotechnology. 2013. T. 29. No. 2. S. 8–33.

8. Liya Liang, Rongming Liu, Kyle E.O. Foster, Alaksh Choudhury, Sherri Cook, Jeffrey C. Cameron, Wil V. Srubar, Ryan T. Gill. Genome engineering of E. coli for improved styrene production, Metabolic Engineering, Volume 57, 2020, Pages 74–84, ISSN 1096-7176, https://doi. org/10.1016/j.ymben.2019.09.007.

9. Ivan Sondi, Branka Salopek-Sondi. Silver nanoparticles as antimicrobial agent: a case study on E. coli as a model for Gram-negative bacteria, Journal of Colloid and Interface Science, Volume 275, Issue 1, 2004, Pages 177– 182, ISSN 0021-9797, https://doi.org/10.1016/j. jcis.2004.02.012.

10. Study of the antibacterial activity of nanoconstructed silver nitrate in Na-carboxymethylcellulose and gellan gum on the example of Staphylococcus aureus / А.А. Krolevets, A.A. Sirotin, N.S. Lyakhovchenko, V.Yu. Senchenkov, A.Yu. Moldavanova, A.I. Nechaeva // Science and innovations in the XXI century: current issues, discoveries and achievements: a collection of articles of the XIV International Scientific and Practical Conference. — Penza: ICNS “Science and Education”. — 2019. — 142 p.

11. Investigation of antibacterial properties of nanostructured silver nitrate in gellan gum using the example of gram-negative bacteria Escherichia coli. Senchenkov V.Yu., Lyakhovchenko N.S., Moldavanova A.Yu., Myagkov D.A., Sirotin A.A., Krolevets A.A. In the collection: YOUTH AND SCIENCE: A STEP TO SUCCESS a collection of scientific articles of the 4th All-Russian scientific conference of promising developments of young scientists. Southwest State University; Moscow Polytechnic University. 2020. S. 242–248.

12. Information in the “State Catalog of Pesticides and Agrochemicals Permitted for Use on the Territory of the Russian Federation” is provided as of January 31, 2020.

13. Synthesis of copper nanoparticles and their bactericidal properties. Shaikhova Zh.E., Maukenova A.N., Tausarova B.R. VIII International Beremzhanov Congress on Chemistry and Chemical Technology: Sat. report (October 9–10, 2014). — In 2 hours — Part 1. — Ust-Kamenogorsk, 2014. — 266 p.

14. Frobisher M. Fundamentals of microbiology. Publishing house “Mir”. — 1965.

15. Fundamentals of scientific research in agronomy / V.F. Moiseichenko, M.F. Trifonova, A.Kh. Zaveryukha, V.E. Yeschenko. — M.: Kolos, 1996. — 336 s: ill. — (Textbooks and textbooks for students of higher educational institutions).

Представители рода Esherichia представляют собой грамотрицательные прямые палочки, подвижные за счет перитрихиальных жгутиков. Факультативные анаэробы. Оптимальная температура роста — при 37 °С. Оксидазоотрицательные, каталазоположительные. Отрицательные по признакам образования H2 S, гидролиза мочевины и активности липазы. Восстанавливают нитрат. Входят в состав нормальной микрофлоры кишечника гомойотермных животных, а в случае Esherichia blattae — тараканов. Штаммы Esherichia coli способны образовывать энтеротоксины и другие факторы вирулентности, включая инвазивность и факторы колонизации, вызывающие желудочно-кишечные заболевания. Кроме того, данные микроорганизмы могут быть причиной инфекций мочевых путей, менингита и септицемии [1].

В настоящее время выявлено появление резистентности бактерий к воздействию антибиотиков. Данное явление может быть связано и с естественной эмиссией антибиотических веществ во внешнюю среду. Так, протестировано 767 изолятов кишечной палочки из сточных вод и активного ила очистных сооружений на юге Австрии на предмет их устойчивости к 24 различным антибиотикам. Самые высокие показатели устойчивости были обнаружены у штаммов E. coli очистных сооружений, которые собирают в себе не только муниципальные, но и сточные воды медицинских учреждений [2]. В 1890-х годах E. coli была выбрана в качестве биологического индикатора безопасности очистки воды, так как она встречается во всех фекалиях млекопитающих и может быть эффективным индикатором фекального загрязнения воды [3].

Свойства кишечной палочки обусловливают ее условную патогенность при развитии неблагоприятного воздействия популяции на организм человека и животных. Так, E. coli может выступать в роли возбудителя нозокомиальных инфекций, в том числе и в отделении реанимации и интенсивной терапии. Некоторые штаммы способны образовывать потенциально летальные для человека токсины — например, гемолитико-уремический синдром является опасным состоянием и развивается при инфицировании штаммом E. coli О157, который продуцирует токсин Шига (STEC О157) [4]. Микроорганизмы, вызывающие нозокомиальные инфекции, характеризуются развитием резистентности к антибиотикам [4]. В Германии 21 мая 2011 года зарегистрирована вспышка острой кишечной инфекции с осложнением, а именно — развитием гемолитико-уремического синдрома. Кроме того, идентичные случаи отмечены в Дании, Франции, Нидерландах, Норвегии, Австрии, Испании, Швеции, Швейцарии, США, Великобритании и др. [5].

Для Цитирования:
Н.С. Ляховченко, В.Ю. Сенченков, А.Ю. Молдаванова, Д.А. Мягков, А.А. Сиротин, А.А. Кролевец, Исследование антибактериальной активности наноструктурированной системы сульфата меди в Na-карбоксиметилцеллюлозе на примере аборигенного штамма грамотрицательной бактерии Esherichia coli. Товаровед продовольственных товаров. 2021;4.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: