Статья размещена в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY).
ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Комплексное антибактериальное действие ферментов на биопленки Staphylococcus aureus
1 Научно-технологический университет «Сириус», Сочи, Россия
2 Институт биохимии и физиологии микроорганизмов Российской академии наук, Пущино, Россия
Для корреспонденции: Максим Олегович Нагорных
Проспект Науки, д. 5, г. Пущино, 142290, Россия; moc.liamg@rennabred
Финансирование: работа выполнена при поддержке программы Министерства высшего образования и науки РФ (соглашение №. 075-10-2021-113, уникальный номер проекта RF----193021X0001).
Вклад авторов: А. А. Загоскин, Р. А. Мирзоян — создание генетических конструкций, хроматографическая очистка рекомбинантных белков; Л. Ф. Резвых — создание генетических конструкций; М. В. Захарова, Э. К. Мубаракшина — подбор условий наработки рекомбинантых белков, эксперименты по наработке в разных штаммах E. coli; М. О. Нагорных — концепция работы, дизайн генетических конструкций, написание статьи; Р. А. Иванов — общее руководство.
Широкое использование антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве значительно ускорило темпы возникновения бактерий со множественной устойчивостью к антибиотикам. Поскольку к традиционным антибиотикам довольно быстро возникает резистентность, одним из перспективных направлений является разработка альтернативных антимикробных препаратов, обладающих иными механизмами действия на бактерии. Ферменты c бактерицидным действием могут быть одним из вариантов таких антибактериальных средств. Целью работы было получить комбинированные препараты рекомбинантных белков, активных в отношении бактерий и их биопленок. С помощью подходов генной инженерии были получены растворимые формы пяти рекомбинантных белков. Два из них обладают бактериолитическим эффектом (эндолизины LysK и PM9 из бактериофагов Staphylococcus aureus), остальные способны разрушать внеклеточный ДНК-матрикс у биопленок (две неспецифические нуклеазы NucA, а также ДНК-специфичная дезоксирибонуклеаза I). Показано, что природный эндолизин PM9 с усеченным каталитическим доменом обладает меньшей в 4 раза бактериолитической эффективностью по сравнению с полноразмерным вариантом LysK. С помощью сравнительного анализа выявлена в 1,5–2 раза большая эффективность неспецифических нуклеаз для разрушения бактериальных биопленок по сравнению с ДНК-специфичной дезоксирибонуклеазой I. Продемонстрировано, что одновременное использование эндолизинов и нуклеаз оказывает синергичное антибактериальное действие и разрушает биопленки патогенной бактерии Staphylococcus aureus. Полученные результаты показывают перспективность разработки антибактериальных препаратов на основе рекомбинантных белков.
Ключевые слова: Staphylococcus aureus, биопленки, эндолизин, нуклеаза