О способности сине-зеленых пигментов Pseudomonas aeruginosa расщеплять белки
Ключевые слова:
пиовердин, пиоцианин, расщепление белков, ингибиторный анализ, активные формы кислорода, фосфаты, пиридиновые нуклеотидыАннотация
Впервые продемонстрировано ранее неизвестнoе свойство пиовердина и пиоцианина – способность расщеплять белки. Судя по результатам ингибиторного анализа с пиовердином и данным литературы о пиоцианине, это свойство реализуется через активные формы кислорода, прежде всего, супероксидный радикал. В отношение пиоцианина остается требующей выяснения возможность связывания его молекулой катионов металлов с переменной валентностью. Обнаруженное действие молекулярного йода и местного анестетика прокаина полностью подавлять желатин-расщепляющую способность пиоцианина (в меньшей мере бензокаина – на 36%) дает определенные основания для изыскания средств, подавляющих подобную способность пигмента, учитывая его патогенное действие. Полученные результаты о новом свойстве пиовердина и пиоцианина дополняют арсенал «инструментов» патогенности этих пигментов.
Библиографические ссылки
Khalifa, A. B. H. Les facteurs de virulence de Pseudomonas aeruginosa: mécanismes et modes de regulations / A.B.H. Khalifa, D. Moissenet, H.V. Thien, M. Khedher // Ann Biol Clin. – 2011. – Vol. 69. – No 4. – P. 393-403.
Лазарева, А. В. Pseudomonas aeruginosa: патогенность, патогенез и патология / А. В. Лазарева [и др.] // Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. – 2015. – Т. 17. – № 3/ – С. 170-186.
Javanmardia, F. A systematic review and meta-analysis on exo-toxins prevalence in hospital acquired Pseudomonas aeruginosa isolates / F. Javanmardia, A. Emamia, N. Pirbonyeha, A. Keshavarzib, M. Rajaeea // Infection, Genetics and Evolution. – 2019. – Vol. 75. – P. 1-10 104037. /doi.org/10.1016/j.meegid.2019.104037.
Sauvage, S. Exoproteomics for better understanding Pseudomonas aeruginosa virulence / S. Sauvage, J. Hardouin // Toxins. – 2020. – Vol. 12, No 9. – 571. doi:10.3390/toxins12090571
Благовидов, Д. А. Cинегнойная инфекция у больных с хроническими неспецифическими заболеваниями легких и проблемы ее вакцинопрофилактики / Д. А. Благовидов, О.И. Симонова, М.П. Костинов, И.Е. Смирнов // Российский педиатрический журнал. – 2015. – Т. 18 № 6. – С. 54–60.
Симонова, О. И. Решение проблемы хронической синегнойной инфекции у детей с муковисцидозом / О. И. Симонова [и др.] // Вопросы современной педиатрии. – 2014. – Т. 13, № 1. – С. 66–73
Döring, G. Virulence factors of Pseudomonas aeruginosa / G. Döring, M. Maier, E. Müller, Z. Bibi, B. Tümmler, A. Kharazmic // Antibiot. Chemother. – 1987 – Vol. 39. – Р. 136-148.
Sadikot, R. T. Pathogen–host interactions in Pseudomonas aeruginosa pneumonia / R. T. Sadikot, T. S. Blackwell, J. W. Christman, Al. S. Prince // Am. J. Respiratory and Critical Care Med. – 2005. – Vol. 171. – Р. 1209–1223.
E.Reboud, E. Exolysin shapes the virulence of Pseudomonas aeruginosa clonal outliers / E. Reboud, P. Basso, A. P. Maillard, P. Huber, I. Attrée // Toxins. – 2017. – Vol. 9, No 11. – 364. doi:10.3390/toxins9110364
Пыж, А.Э. Сине-зеленые пигменты Pseudomonas aeruginosa и их значение в патогенности микроорганизма / А. Э. Пыж, В. Н. Никандров // Здравоохранение. – 2008. – № 11. – С. 41–45.
Никандров, В. Н. Молекулярные основы патогенности госпитальных штаммов Pseudomonas aeruginosa: новые функциональные свойства сине-зеленых пигментов / В. Н. Никандров, Н. С. Пыжова, А. Э. Пыж // «Совершенствование осуществления государственного санитарного надзора в Республике Беларусь. Материалы XI съезда гигиенистов и эпидемиологов Республики Беларусь». Минск. –2007. – С. 205-211.
Пыж, А. Э. Вклад сине-зеленых пигментов Pseudomonas aeruginosa в гемолитическую активность культураль ной жидкости / А. Э. Пыж, В. Н. Никандров // Журнал микробиол. эпидемиол. иммунобиол. – 2011. – № 1. – С. 19–25.
Cody, Y. S. Characterization of pyoverdins (PSS), the fluorescent siderofore produced by P. syringae pv. / Y.S. Cody, D.S. Gross // Appl. Environ. Microbiol. – 1987. – Vol. 53, No 5. – P. 928-934.
Visca, P. Pyoverdine siderophores: from biogenesis to biosignificance / P. Visca, F. Imperi, I.L. Lamont // Trends in Microbiology. – 2006. – Vol. 15, No.1. – P. 22-30
Watson, D. Purification and structural analysis of pyocyanin and 1-hydroxyphenazine / D. Watson, J. MacDermot, R. Wilson, P. J. Cole, G.W. Taylor // Eur. J. Biochem. – 1986. – Vol. 159. – P. 309-311.
Hoegy, F. Pyoverdine and pyochelin measurements / F. Hoegy, G. L. A Mislin, I. J. Schalk // Methods Mol.Biol. – 2014. – Vol. 1149. – P. 293-301. doi: 10.1007/978-1-4939-0473-0_24
Никандров, В. Н. Методы исследования протеолиза. Глава 5 / В. Н. Никандров, Н. С. Пыжова // Современные проблемы биохимии. Методы исследований. – Минск : Выш. шк., 2013. – С. 132–157.
Бродинова, Н.С. Характеристика, выделение и роль в инфекционном процессе протеазы Pseudomonas aeruginosa / Н.С. Бродинова, А.Ф. Мороз, Т.Я. Лучина // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 1983. – Т. 27. – № 1. – С. 69–76.
Caballero, A. R. Pseudomonas aeruginosa protease IV enzyme assays and comparison to other Pseudomonas proteases /A. R. Caballero, J. M. Moreau, L. S. Engel, M. E. Marquart, J. M. Hill, R. J. O’Callaghan // Anal. Biochemistry. – 2001. – Vol. 290. – P. 330–337.
Traidej, M. Molecular analysis of Pseudomonas aeruginosa protease IV expressed in Pseudomonas putida / M. Traidej, A. R. Caballero, M. E. Marquart, B.A. Thibodeaux, R,J. O’Callaghan // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. – 2003. – Vol. 44, No 1. – P. 190–196. doi: 10.1167/iovs.02-0458.
Marquart, M. E. Identification of a novel secreted protease from Pseudomonas aeruginosa that causes corneal erosions / M. E. Marquart, A. R. Caballero, M. Chomnawang, B. A. Thibodeaux, S.S. Twining, R. J. O’Callaghan // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. – 2005. – Vol. 46, No. 10. – P. 3761–3768. doi: 10.1167/iovs.04-1483
Детерман Г. Гель-хроматография. Пер. с нем. – М., Мир. – 1970. – 252 с.
Meyer, J-M. Pyoverdines: pigments, siderophores and potential taxonomic markers of fluorescent Pseudomonas species // Arch. Microbiol. – 2000. – Vol. 174. – P. 135–142. doi: 10.1007/s002030000188
Nikandrov, V.N. Oxygen-dependent processes of proteolysis // 14th International Congress of Biochemistry, Abstracts.” Prague, 1988, vol, 1, p. 60.
Nikandrov, V. N. On the plasminogen-activating function of streptokinase / V. N. Nikandrov // Intern. J. Biochem. Vol. 24. – № 1, 1992. p 47-53.
Никандров, В. Н. Кислородзависимый путь активации плазминогена и новые физико-химические механизмы протеолиза / В. Н. Никандров, Н. С. Пыжова // Известия НАН Беларуси, сер. медико-биол. наук, 2001. – № 1. – С. 54-60.
Nikandrov, V. N. Some unusual manifestation of proteolysis / V. N. Nikandrov, N. S. Pyzhova // Cellular and Molecular Biology, 2006. – Vol. 52. – № 4. – p. 30-39.
Dean, R. T. Fragmentation of extracellular and intracellular polypeptides of free radicals / R. T.Dean, C. R. Roberts, W. Jessup // Progr. Clin. Biol. Res. 1985. – Vol. 180. – P. 341-350.
Hall, S. Cellular effects of pyocyanin, a secreted virulence factor of Pseudomonas aeruginosa / S. Hall, C. McDermott, S. Anoopkumar-Dukie, AJ. McFarland, A. Forbes, A.V. Perkins, A.K. Davey, R. Chess-Williams, M.J. Kiefel, D. Arora, G.D. Grant // Toxins. – 2016. – Vol. 8. – No 8. – 236. doi:10.3390/toxins8080236
Gonçalves, Th. Colour me blue: the history and the biotechnological potential of pyocyanin / Th. Gonçalves, U. Vasconcelos // Molecules, – 2021. – Vol. 26. – No 927. – P. 1–18.
Lau, G. W. The role of pyocyanin in Pseudomonas aeruginosa infection / G. W. Lau, D. J. Hassett, H. Ran, F. Kong // TRENDS in Molecular Medicine. – 2004. – Vol.10, No.12. – P. 599–606.
References
Khalifa A.B.H., Moissenet D., Thien H.V., Khedher M. Les facteurs de virulence de Pseudomonas aeruginosa: mécanismes et modes de regulations. Ann Biol Clin. 2011. – Vol. 69, no 4, pp. 393-403.
Lazareva A.V., Chebotar' I.V., Kryzhanovskaya O.A., Chebotar' V.I., Mayanskij N.A. Pseudomonas aeruginosa: patogennost', patogenez i patologiya [Pseudomonas aeruginosa: pathogenicity, pathogenesis and diseases]. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya [Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy], 2015, vol. 17, nо. 3, рр. 170–186. (In Russian)
Javanmardia F., Emamia A., Pirbonyeha N., Keshavarzib A., Rajaeea M. A systematic review and meta-analysis on exo-toxins prevalence in hospital acquired Pseudomonas aeruginosa isolates. Infection, Genetics and Evolution. 2019, vol. 75, pp. 1-10 104037. /doi.org/10.1016/j.meegid.2019.104037.
Sauvage S., Hardouin J. Exoproteomics for better understanding Pseudomonas aeruginosa virulence. Toxins. 2020. Vol. 12, No 9. 571. doi:10.3390/toxins12090571
Blagovidov D.A., Simonova O.I., Kostinov M.P., Smirnov I.E. Cinegnojnaya infekciya u bol'nyh s hronicheskimi nespecificheskimi zabolevaniyami legkih i problemy ee vakcinoprofilaktiki [Pseudomonas infections in patients with chronic nonspecific pulmonary diseases and problems of its vaccive prevention]. Rossiуskiу pediatricheskiу zhurnal [Russian Pediatric Journal], 2015, vol. 18, nо. 6, рр. 54–60. (In Russian)
Simonova O.I., Gorinova Yu.V., Lazareva A.V., Katosova L.K., Burkina N.I., Chernevich V.P. Reshenie problemy hronicheskoj sinegnojnoj infekcii u detej s mukoviscidozom [Solution of the problem of pseudomonas infection in children with cystic fibrosis]. Voprosy sovremennoj pediatrii [Current Pediatrics], 2014, vol. 13, nо. 1, рр. 66–73. (In Russian). https://doi.org/10.15690/vsp.v13i1.913
Döring G., Maier M., Müller E., Bibi Z., Tümmler B, Kharazmic A. Virulence factors of Pseudomonas aeruginosa. Antibiot. Chemother. 1987 Vol. 39, pp. 136-148.
Sadikot R.T., Blackwell T.S., Christman J.W., Prince Al.S. Pathogen–host interactions in Pseudomonas aeruginosa pneumonia. Am. J. Respiratory and Critical Care Med. 2005. Vol. 171, pp. 1209–1223.
E.Reboud E., Basso P., Maillard A.P., Huber P., Attrée I. Exolysin shapes the virulence of Pseudomonas aeruginosa clonal outliers. Toxins. 2017. Vol. 9, no 11, 364 p. doi:10.3390/toxins9110364
Pyzh A.E., Nikandrov V.N. Sine-zelenye pigmenty Pseudomonas aeruginosa i ih znachenie v patogennosti mikroorganizma [Significance of blue-green pigments of Pseudomonas aeruginosa for microorganism pathogenecity]. Zdravoohranenie [Healthcare], 2008, nо. 11, рр. 41–45. (In Russian)
Nikandrov V.N., Pyzhova N.S., Pyzh A.E. Molekulyarnye osnovy patogennosti gospital'nyh shtammov Pseudomonas aeruginosa: novye funkcional'nye svojstva sine-zelenyh pigmentov [Molecular basis of pathogenicity of hospital strains of Pseudomonas aeruginosa: new functional properties of blue-green pigments]. Sovershenstvovanie osushchestvleniya gosudarstvennogo sanitarnogo nadzora v Respublike Belarus': materialy XI s"ezda gigienistov i epidemiologov Respubliki Belarus'. Ed. Rimzha M.I. et.al. Minsk, 2007, pp. 205–211. (In Russian)
Pyzh A.E., Nikandrov V.N. Vklad sine-zelenyh pigmentov Pseudomonas aeruginosa v gemoliticheskuyu aktivnost' kul'tural'noj zhidkosti [Contribution of blue-green pigments to hemolytic activity of Pseudomonas aeruginosa cultural fluid]. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii [Journal of. Microbiology, Epidemiology and Immunobiology], 2011, nо. 1, рр. 19–25. (In Russian)
Cody Y.S., Gross D.S. Characterization of pyoverdins (PSS), the fluorescent siderofore produced by P. syringae pv. Appl. Environ. Microbiol. 1987, vol. 53, no 5, pp. 928-934.
Visca P., Imperi F., Lamont I.L. Pyoverdine siderophores: from biogenesis to biosignificance. Trends in Microbiology. 2006. Vol. 15, no.1, pp. 22-30
Watson D., MacDermot J., R. Wilson, P.J. Cole, TaylorP G.W.urification and structural analysis of pyocyanin and 1-hydroxyphenazine . Eur. J. Biochem. 1986. – Vol. 159, pp. 309-311.
Hoegy F., Mislin G.L.A, Schalk I.J. Pyoverdine and pyochelin measurements. Methods Mol.Biol. 2014. Vol. 1149, pp. 293-301. doi: 10.1007/978-1-4939-0473-0_24
Nikandrov V.N., Pyzhova N.S. Metodyi issledovaniya proteoliza. Glava 5. [Methods for the study of proteolysis. Chapter 5]. Sovremennyie problemyi biohimii. Metodyi issledovaniy [Modern problems of biochemistry. Research methods]. Minsk: Visheyshaya shkola, 2013, рр. 132-157. (In Russian)
Brodinova N.S., Moroz A.F., Luchina T.Ya. Harakteristika, vydelenie i rol' v infekcionnom processe proteazy Pseudomonas aeruginosa [Characteristics, isolation and role in the infectious process of Pseudomonas aeruginosa protease]. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii [Journal of. Microbiology, Epidemiology and Immunobiology], 1983, vol. 27, nо. 1, pp. 69–76. (In Russian)
Caballero A.R., Moreau J.M., Engel L.S., Marquart M.E., Hill J.M., O’Callaghan R.J. Pseudomonas aeruginosa protease IV enzyme assays and comparison to other Pseudomonas proteases. Anal. Biochemistry. 2001. Vol. 290, pp. 330–337.
Traidej M., Caballero A.R., Marquart M.E., Thibodeaux B.A., O’Callaghan R,J. Molecular analysis of Pseudomonas aeruginosa protease IV expressed in Pseudomonas putida. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2003. Vol. 44, no 1, pp. 190–196. doi: 10.1167/iovs.02-0458.
Marquart M.E., Caballero A.R., Chomnawang M., Thibodeaux B.A., Twining S.S., O’Callaghan R.J. Identification of a novel secreted protease from Pseudomonas aeruginosa that causes corneal erosions. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2005. Vol. 46, no. 10, pp. 3761–3768. doi: 10.1167/iovs.04-1483
Determan G. Gel'-hromatografiya [Gel chromatography]. Mockow, Mir, 1970, 252 p. (In Russian)
Meyer J-M. Pyoverdines: pigments, siderophores and potential taxonomic markers of fluorescent Pseudomonas species Arch. Microbiol. 2000. Vol. 174, pp. 135–142. doi: 10.1007/s002030000188
Nikandrov V.N. Oxygen-dependent processes of proteolysis. 14th International Congress of Biochemistry, Abstracts.” Prague, 1988, vol, 1, p. 60.
Nikandrov V.N. On the plasminogen-activating function of streptokinase . Intern. J. Biochem. Vol. 24, no. 1, 1992. p 47-53.
Nikandrov V.N., Pyzhova N.S. Kislorodzavisimyiy put aktivatsii plazminogena i novyie fiziko-himicheskie mehanizmyi proteoliza [Oxygen-dependent plasminogen activation pathway and new physicochemical mechanisms of proteolysis]. Izvestiya natsionalnoy akademii nauk Belarusi. Seriya mediko-biologicheskih nauk. [News of the National Academy of Sciences of Belarus. Series: Biomedical Sciences], 2001, no. 1, рр. 54–60. (In Russian)
Nikandrov V.N., Pyzhova N.S. Some unusual manifestation of proteolysis. Cellular and Molecular Biology, 2006, vol. 52, no. 4, pp. 30-39.
Dean R.T., Roberts C.R., Jessup W. Fragmentation of extracellular and intracellular polypeptides of free radicals Progr. Clin. Biol. Res. 1985, Vol. 180, pp. 341-350.
Hall S., McDermott C., Anoopkumar-Dukie S., McFarland AJ., Forbes A., Perkins A.V., Davey A.K., Chess-Williams R., Kiefel M.J., Arora D., Grant G.D. Cellular effects of pyocyanin, a secreted virulence factor of Pseudomonas aeruginosa / S. Hall, // Toxins. 2016. Vol. 8, no 8, 236. doi:10.3390/toxins8080236
Gonçalves Th., Vasconcelos U. Colour me blue: the history and the biotechnological potential of pyocyanin. Molecules. 2021. Vol. 26, no 927,pp. 1–18.
Lau G.W., Hassett D.J., Ran H., Kong F. The role of pyocyanin in Pseudomonas aeruginosa infection. TRENDS in Molecular Medicine. 2004, vol.10, no.12, pp. 599–606.
