Конструирование вариантов рекомбинантного эндолизина LysSi3 для повышения его антибактериальной активности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучен потенциал применения новых генно-инженерных эндолизинов в качестве противомикробных агентов в отношении грамотрицательных бактерий. Для этого был получен ряд рекомбинантных лизинов на основе мурамидазы LysSi3 за счет модификации ее последовательности противомикробными пептидами из различных групп. Показана возможность получения сконструированных ферментов в рекомбинантной системе экспрессии Escherichia coli. Модификация LysSi3 позволила получить ферменты, обладающие более высокой бактериолитической активностью и скоростью действия в отношении модельного изолята Aсinetobacter baumannii по сравнению с нативным ферментом. Изучены цитотоксические свойства новых генно-инженерных лизинов на клеточных линиях HEK293 и HaCaT, и показано, что модификация LysSi3 противомикробными пептидами не приводила к значительному повышению токсического действия in vitro.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. П. Антонова

Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: d.v.vasina@gmail.com
Россия, Москва, 123098

И. В. Григорьев

Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: d.v.vasina@gmail.com
Россия, Москва, 123098

А. М. Лендел

Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: d.v.vasina@gmail.com
Россия, Москва, 123098

О. В. Усачева

Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: d.v.vasina@gmail.com
Россия, Москва, 123098

А. А. Климова

Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: d.v.vasina@gmail.com
Россия, Москва, 123098

Е. В. Усачев

Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Email: d.v.vasina@gmail.com
Россия, Москва, 123098

В. А. Гущин

Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России; Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)

Email: d.v.vasina@gmail.com
Россия, Москва, 123098; Москва, 119048

Д. В. Васина

Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: d.v.vasina@gmail.com
Россия, Москва, 123098

Список литературы

  1. Murray E., Draper L.A., Ross R.P., Hill C. // Viruses. 2021. V. 13. № 4. P. 680. https://doi.org/10.3390/v13040680
  2. Oliveira H., Thiagarajan V., Walmagh M., Sillankorva S., Lavigne R., Neves-Petersen M.T. et al. // PLoS One. 2014. V. 9. № 10. P. e108376. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0108376
  3. Heselpoth R.D., Euler C.W., Schuch R., Fischetti V.A. // Antimicrob. Agents Chemother. 2019. V. 63. № 6. https://doi.org/10.1128/AAC.00342-19
  4. Yan G., Liu J., Ma Q., Zhu R., Guo Z., Gao C. et al. // Antonie van Leeuwenhoek. 2017. V. 110. № 12. P. 1627–1635. https://doi.org/10.1007/s10482-017-0912-9
  5. Gutiérrez D., Briers Y. // Curr. Opin. Biotechnol. 2021. V. 68. P. 15–22. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2020.08.014
  6. Ma Q., Guo Z., Gao C., Zhu R., Wang S., Yu L. et al. // Antonie Van Leeuwenhoek. 2017. V. 110. № 3. P. 347–355. https://doi.org/10.1007/s10482-016-0806-2
  7. Gerstmans H., Criel B., Briers Y. // Biotechnol. Adv. 2018. V. 36. № 3. P. 624–640. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2017.12.009
  8. Antonova N.P., Vasina D.V., Rubalsky E.O., Fursov M.V., Savinova A.S., Grigoriev I.V., Usachev E.V. et al. // Biomolecules. 2020. V. 10. № 3. P. 440. https://doi.org/10.3390/biom10030440
  9. Yang H., Wang M., Yu J., Wei H. // Front. Microbiol. 2015. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01471
  10. Briers Y., Walmagh M., Van Puyenbroeck V., Cornelissen A., Cenens W., Aertsen A. // mBio. 2014. V. 5. № 4. https://doi.org/10.1128/mBio.01379-14
  11. Yan G., Yang R., Fan K., Dong H., Gao C., Wang S. et al. // AMB Express. 2019. V. 9. № 1. https://doi.org/10.1186/s13568-019-0838-x
  12. Pirtskhalava M., Amstrong A.A., Grigolava M., Chubinidze M., Alimbarashvili E., Vishnepolsky B. et al. // Nucleic Acids Res. 2021. V. 49. № D1. P. D288–D297. https://doi.org/10.1093/nar/gkaa991
  13. Vasina D.V., Antonova N.P., Grigoriev I.V., Yakimakha V.S., Lendel A.M., Nikiforova M.A., Pochtovyi A.A. et al. // Front. Microbiol. 2021. V. 12. P. 3033. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.748718
  14. Vasina D.V., Antonova N.P., Shidlovskaya E.V., Kuznetsova N.A., Grishin A.V., Akoulina E.A. et al. // Gels. 2024. V. 10. № 1. https://doi.org/10.3390/gels10010060
  15. Ma Q., Guo Z., Gao C., Zhu R., Wang S., Yu L. et al. // Antonie van Leeuwenhoek. 2017. V. 110. № 3. P. 347–355. https://doi.org/10.1007/s10482-016-0806-2
  16. Gerstmans H., Grimon D., Gutiérrez D., Lood C., Rodríguez A., van Noort V. et al. // Sci. Adv. 2020. V. 6. № 23. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz1136
  17. Silvestro L., Weiser J.N., Axelsen P.H. // Antimicrob. Agents Chemother. 2000. V. 44. № 3. P. 602. https://doi.org/10.1128/AAC.44.3.602-607.2000
  18. Chen X., Liu M., Zhang P., Leung S.S.Y., Xia J. // ACS Infect. Dis. 2021. V. 7. № 8. P. 2192–2204. https://doi.org/10.1021/acsinfecdis.1c00222
  19. Islam M.M., Kim D., Kim K., Park S.J., Akter S., Kim J. et al. // Front. Microbiol. 2022. V. 13. P. 988522. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.988522
  20. Lim J., Hong J., Jung Y., Ha J., Kim H., Myung H. et al. // J. Microbiol. Biotechnol. 2022. V. 32. № 6. P. 816–823. https://doi.org/10.4014/jmb.2205.05009
  21. Zolin G.V.S., Fonseca F.H.D., Zambom C.R., Garrido S.S. // Biomolecules. 2021. V. 11. № 8. P. 1209. https://doi.org/10.3390/biom11081209
  22. Helmerhorst E.J., van’t Hof W., Breeuwer P., Veerman E.C., Abee T., Troxler R.F. et al. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. № 8. P. 5643–5649. https://doi.org/10.1074/jbc.M008229200
  23. Kavanagh K., Dowd S., Kavanagh K. // J. Pharm. Pharmacol. 2010. V. 56. № 3. P. 285–289. https://doi.org/10.1211/0022357022971.
  24. Puri S., Edgerton M. // Eukaryot. Cell. 2014. V. 13. № 8. P. 958–964. https://doi.org/10.1128/EC.00095-14
  25. Sajjan U.S., Tran L.T., Sole N., Rovaldi C., Akiyama A., Friden P.M. et al. // Antimicrob. Agents Chemother. 2001. V. 45. № 12. P. 3437–3444. https://doi.org/10.1128/AAC.45.12.3437-3444.2001
  26. De Smet K., Contreras R. // Biotechnol. Lett. 2005. V. 27. № 18. P. 1337–1347. https://doi.org/10.1007/s10529-005-0936-5
  27. Wang J., Chou S., Xu L., Zhu X., Dong N., Shan A., et al. // Sci. Rep. 2015. V. 5. № 1. P. 1–19. https://doi.org/10.1038/srep15963
  28. Oliveira H., São-José C., Azeredo J. // Viruses. 2018. V. 10. № 6. https://doi.org/10.3390/v10060292
  29. Kudinova A., Grishin A., Grunina T., Poponova M., Bulygina I., Gromova M. et al. // Pathogens. 2023. V. 12. № 2. P. 177. https://doi.org/10.3390/pathogens12020177
  30. de Pontes J.T.C., Toledo Borges A.B., Roque-Borda C.A., Pavan F.R. // Pharmaceutics. 2022. V. 14. № 3. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics14030642
  31. Huan Y., Kong Q., Mou H., Yi H. // Front. Microbiol. 2020. V. 11. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.582779
  32. Welling M.M., Brouwer C.P., van’t Hof W., Veerman E.C., Amerongen A.V. et al. // Antimicrob. Agents Chemother. 2007. V. 51. № 9. P. 3416–3419. https://doi.org/10.1128/AAC.00196-07

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Кривые роста и накопления биомассы (а) и электрофорез в ПААГ очищенных белков (б): 1 – LysSi3, 2 – LysSi3-CeA, 3 – LysSi3-HIS5, 4 – LysSi3-GG3. IND – диапазон оптической плотности культуры, при которой вносили ИПТГ для индукции экспрессии белков.

Скачать (122KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость противомикробной активности (а) от концентрации LysSi3 и его модифицированных вариантов (I – 0.1 мкг/мл, II – 1.0 мкг/мл, III – 10.0 мкг/мл), активность в отношении бактерий в экспоненциальной (I) и стационарной (II) фазах роста штамма A. baumannii в концентрации 1.0 мкг/мл (б), скорость противомикробного действия (в), окрашивание массы сформированной бактериальной пленки A. baumannii кристаллическим фиолетовым после инкубации с ферментами (г), показаны значения оптической плотности для трех технических повторов. Для а–г: 1 – LysSi3, 2 – LysSi3-CeA, 3 – LysSi3-HIS5, 4 – LysSi3-GG3, К – контроль роста.

Скачать (383KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние различных концентраций модифицированных ферментов на жизнеспособность клеток почки эмбриона человека HEK293 (а) и кератиноцитов HaCaT (б): 1 – LysSi3, 2 – LysSi3-CeA, 3 – LysSi3-HIS5, 4 – LysSi3-GG3.

Скачать (197KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024