Формирование монослоев Ленгмюра из нативных фосфолипидов бактерий различных систематических групп

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Фосфолипиды являются важнейшими структурными элементами клеточной стенки бактерий, участвуют в адаптации микроорганизмов к среде обитания и могут выступать в качестве биомаркеров на изменение окружающей среды и одним из компонентов экологического или природоохранного мониторинга. Нативные фосфолипиды используются для формирования моделей клеточных мембран, биофизические свойства которых можно исследовать методом Ленгмюра – Блоджетт. Целью настоящей работы являлось выделение и характеристика фосфолипидов клеточных мембран бактерий Staphylococcus aureus 209-P и Bacillus cereus 8035 и формирование на их основе монослоев Ленгмюра. В составе экстракта фосфолипидов S. aureus 209-P и B. cereus 8035 обнаружены жирные кислоты: гексадекановая, транс-9-октадеценовая, октадекановая, тетрадекановая, 13-метилтетрадекановая, 14-метилпентадекановая, 15-метилгексадекановая, цис-9-октадекановая. Для формирования монослоя использовали рабочий раствор нативных фосфолипидов в хлороформе с концентрацией C = 10-3 М. Монослой, сформированный при внесении на поверхность 50 мкл раствора смеси фосфолипидов, имеет более совершенную структуру, что проявляется в постоянстве его механических свойств. При анализе полученных данных четко выраженной зависимости изменения параметров монослоев от температуры выявлено не было. Изменения модуля сжатия и сжимаемости были очень незначительные. При повышении концентрации хлорида натрия в суб фазе наблюдаются изменения модуля сжатия, а, следовательно, и жесткости монослоя.

Об авторах

Виктория Александровна Кузнецова

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

ORCID iD: 0000-0001-6329-1587
г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Матвей Владимирович Каневский

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Елена Владимировна Глинская

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Евгений Геннадьевич Глуховской

Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

г.Саратов, ул. Астраханская, 83

Список литературы

  1. Sastre D. E., Basso L. G. M. Membrane fl uidity adjusts the insertion of the transacylase PlsX to regulate phospholipid biosynthesis in Gram-positive bacteria // J. Biol. Chem. 2020. Vol. 295, № 7. P. 36–47. https://doi.org/10.1074/jbc.RA119.011122
  2. Shrivastava R., Jiang X., Chng S. S. Outer membrane lipid homeostasis via retrograde phospholipid transport in Escherichia coli // Mol. Microbiol. 2017. Vol. 106, № 3. P. 395–408. https://doi.org//10.1111/mmi.13772
  3. Андрюков Б. Г., Ляпун И. Н. Значение мембранных фосфолипидов в реализации защитных стратегий бактерий // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2020. Т. 97, № 6. С. 594–603. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-6-10
  4. Hassan N., Anesio A. M, Rafi q M., Holtvoeth J., Bull I., Haleem A., Shah A. A., Hasan F. Temperature driven membrane lipid adaptation in glacial psychrophilic bacteria // Front Microbiol. 2020. Vol. 11. P. 824. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00824
  5. Anders H., Power J. F., MacKenzie A. D., Lagutin K., Vyssotski M., Hanssen E., Moreau J. W., Stott M. B. Limisphaera ngatamarikiensis gen. nov., sp. nov., a thermophilic, pink-pigmented coccus isolated from subaqueous mud of a geothermal hotspring // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2015. Vol. 65, № 4. P. 1114–1121. https://doi.org/10.1099/ijs.0.000063
  6. Barut D., Enuh B. M., Derkuş B., Güler Ü., Salih B., Aytar Çelik P. The relationship between bacterial outer membrane vesicles and halophilic adaptation // Mol. Omics. 2023. Vol. 19, № 2. P. 174–181. https://doi.org/10.1039/d2mo00259k
  7. Суходолов Н. Г., Иванов Н. С., Подольская Е. П. Новые материалы, полученные методом Ленгмюра-Блоджетт, и их применение в нанотехнологии и приборостроении (гибридные материалы) // Научное приборостроение. 2013. Т. 23, № 1. С. 86–105.
  8. Зубова К. В., Кузнецова В. А., Аль-Альвани А. Ж., Глинская Е. В., Каневский М. В., Глуховской Е. Г. Исследования ленгмюровских монослоев фосфолипидов, выделенных из мембран тест-культуры E. coli K-12 // Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ. 2021. Т. 6, № 2. С. 68–69.
  9. Brezesinski G., Möhwald H. Langmuir monolayers to study interactions at model membrane surfaces // Advances in colloid and interface science. 2003. Vol. 100. P. 563–584. https://doi.org/10.1016/S00018686(02)00071-4
  10. Кузнецова В. А., Зубова К. В., Глинская Е. В., Глуховской Е. Г. Выделение нативных фосфолипидов бактерий E. coli K-12 и апробация их при формировании монослоев Ленгмюра // Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине. 2021. Т. 3. С. 57–61.
  11. Berenblum I., Chain E. An improved method for the colorimetric determination of phosphate // Biochem J. 1938. Vol. 32, № 2. P. 295–298.
  12. Mayer H., Tharanathan R. N., Weckesser J. Analysis of lipopolysaccharide of Gram-negative bacteria // Meth. Microbiol. 1985. Vol. 18. P. 157–207. https://doi.org/10.1016/S0580-9517(08)70475-6
  13. Smirnova A. I., Giricheva N. I., Soldatova K. M., Ezhov A. V., Glukhovskoy E. G., Usol’tseva N. V. Phthalocyanine and porphyrin derivatives of А3B-type: Quantum-chemical modeling of dimmers // Liq. Cryst. and their Appl. 2021. Vol. 21, №1. P. 50–60. https://doi.org/10.18083/LCAppl.2021.1.50
  14. Wang Y., Shen J., Meng F., Lu Z., Lv F., Zhou L., Zhao H. Effects of monolauroyl-galactosylglycerol on membrane fatty acids and properties of Bacillus cereus // Applied Microbiology and Biotechnology. 2023. Vol. 107. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/s00253-023-12567-4
  15. Boudjemaa R., Cabriel C., Dubois-Brissonnet F., Bourg N., Dupuis G., Gruss A., Sandrine L.-F., Romain B., Marie-Pierre F.-A., Steenkeste K. Impact of bacterial membrane fatty acid composition on the failure of daptomycin to kill Staphylococcus aureus // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2018. Vol. 62, № 7. P. 10. https://doi.org/10.1128/aac.00023-18
  16. Андрюков Б. Г., Сомонова Л. М., Тимченко Н. Ф. Жирные кислоты как объект исследования температурных адаптационных стратегий микроорганизмовпсихрофилов // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2015. Т. 3, № 61. С. 43–49.
  17. Begletsova N. N, Mironyuk V. N., Ezhov A. V., Smirnova A. I., Usoltseva N. V., Glukhovskoy E. G. Features of formation of Langmur monolayers of porphyrin derivatives on the surface of aqueous solutions of copper nanopartickes // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. Vol. 1697. P. 012118. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1697/ 1/012118
  18. Шипко Е. С., Дуванова О. В. Изменение спектра жирных кислот как один из механизмов адаптации/ персистенции микроорганизмов // Журн. микробиол. 2019. Т. 5. С. 109–118.
  19. Choma C., Clavel T., Dominguez H., Razafi ndramboa N., Soumille H., Nguyen-the C., Schmitt P. Effect of temperature on growth characteristics of Bacillus cereus TZ415 //International Journal of Food Microbiology. 2000. Vol. 55, № 1-3. P. 73–77. https://doi.org/10.1016/S0168-1605(00)00197-5
  20. Valero A., Pérez-Rodríguez F., Carrasco E., FuentesAlventosa J. M., García-Gimeno R. M., Zurera G. Modelling the growth boundaries of Staphylococcus aureus: Effect of temperature, pH and water activity // International Journal of Food Microbiology. 2009. Vol. 133, № 1–2. P. 186–194. https://doi.org/10.1016/j. ijfoodmicro.2009.05.023
  21. Lee S., Choi K. H., Yoon Y. Effect of NaCl on biofi lm formation of the isolate from Staphylococcus aureus outbreak linked to ham // Korean Journal for Food Science of Animal Resources. 2014. Vol. 34, № 2. P. 257. https://doi.org/10.5851/kosfa.2014.34.2.257
  22. Raevuori M., Genigeorgis C. Effect of pH and sodium chloride on growth of Bacillus cereus in laboratory media and certain foods // Applied Microbiology. 1975. Vol. 29, № 1. P. 68–73. https://doi.org/10.1128/am.29.1.68- 73.1975
  23. Qassime M. M., Goryacheva V. A., Al-Alwani A. J., Lugovitskaya T. N., Shipovskaya A. B., Glukhovskoy E. G. A studying of subphase temperature and dissolved ascorbic acid concentration infl uence on the process of Langmuir monolayer formation // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2018. Vol. 1124, № 3. P. 031010. https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1124/3/031010
  24. Naveen K., Lei W., Igor S., Michel D., Frieder M. Salt dependent stability of stearic acid Langmuir–Blodgett fi lms exposed to aqueous electrolytes // Langmuir. 2013. Т. 29, № 17. С. 5150–5159. https://doi.org/10.1021/la400615j

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».