Влияние температурного стресса на спектр жирных кислот штаммов Vibrio cholerae

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf
Опубликован: сен 6, 2022
DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2022-2-143-154
Ключевые слова:
Vibrio cholerae жирные кислоты холодовой стресс тепловой стресс

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Елена Сергеевна Шипко
Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора
https://orcid.org/0000-0002-8517-2789
Ольга Викторовна Дуванова
Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора
https://orcid.org/0000-0002-1702-1620

Аннотация

В условиях смоделированного температурного стресса методом газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией был изучен спектр жирных кислот штаммов Vibrio cholerae O1, О139, non O1/non O139 серогрупп с различным набором детерминант патогенности, выделенных от больных и из проб воды поверхностных водоемов. Выявлены достоверные отличия в составе жирных кислот при холодовом и тепловом стрессах в клетках возбудителя холеры относительно контрольных образцов. Штаммы, выделенные из воды поверхностных водоемов, отличались по спектру жирных кислот при холодовом стрессе от штаммов, выделенных от больных. У штаммов, выделенных из воды, снижение температуры культивирования до 23°С сопровождалось синтезом докозановой, тетракозановой и гексакозановой кислот, а до 4°С – увеличением количества тетрадекановой и гексадекановой кислот. Тогда как у штаммов, выделенных от больных, снижение температуры культивирования вызывало закономерное увеличение гексадеценовой и октадеценовой кислот. Реакция на тепловой стресс у большинства изученных штаммов, независимо от набора детерминант патогенности и источника выделения, имела общую тенденцию: увеличение суммарного количества насыщенных жирных кислот, синтез trans-изомеров ненасыщенных жирных кислот, появление ω-алициклических и iso-разветвленных жирных кислот. Помимо ремоделирования жирнокислотного состава мембраны под действием температурного стресса отмечен синтез оксилипинов, фенилпропаноидов, терпеноидов, возможно, играющих роль адаптогенов.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Шипко, Е. С. ., & Дуванова, О. В. . (2022). Влияние температурного стресса на спектр жирных кислот штаммов Vibrio cholerae. Вестник Пермского университета. Серия Биология, (2), 143–154. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2022-2-143-154
Выпуск
№ 2 (2022): Вестник Пермского университета. Серия Биология
Раздел
Микробиология

Лицензионный договор на право использования научного произведения в научных журналах, учредителем которых является Пермский государственный национальный исследовательский университет

Скачать лицензионный договор

Текст Договора размещен на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета http://www.psu.ru/, а также его можно получить по электронной почте в «Отделе научных периодических и продолжающихся изданий ПГНИУ»: YakshnaN@psu.ru или в редакциях научных журналов ПГНИУ.

Биографии авторов

Елена Сергеевна Шипко, Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора

Младший научный сотрудник отдела микробиологии холеры и других острых кишечных инфекций

Ольга Викторовна Дуванова, Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора

Канд. биол. наук, старший научный сотрудник отдела микробиологии холеры и других острых ки-шечных инфекций

Библиографические ссылки

Бахолдина С.И., Соловьева Т.Ф. Экологические аспекты вирулентности бактерий псевдотуберкулеза // Вестник ДВО РАН. 2009. № 3. С. 85–89. URL: https: //cyberleninka.ru/article/n/ecologicheskie-aspekty-virulentnosti-bacteriy-pseudotuberculeza (дата обращения: 11.09.2020).

Васюкова Н.И., Озерецковская О.Л. Индуцированная устойчивость растений и салициловая кислота (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т. 43, № 4. С. 405–411. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_9534588_50848214.pdf.

Васюкова Н.И., Озерецковская О.Л. Жасмонат-зависимая защитная сигнализация в тканях растений. // Физиология растений. 2009. Т. 56, № 5. С. 643–653. URL: http://elibrary.ru /item.asp?id =12900977.

Колупаев Ю.Е., Ястреб Т.О. Стресс-протекторные эффекты салициловой кислоты и ее структурных аналогов // Физиология и биохимия культ. растений. 2013. Т. 45, № 2. С. 113–126. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/66470/ 03Kolupaev.pdf?sequence=1.

Кузьменко Т.Е., Головня Р.В., Вронова Е.А. Исследование состава высших жирных кислот свободных липидов V. cholerae // Биоорганическая химия. 1980. Т. 1, № 6. С. 90–98.

Осипов Г.А. Хромато–масс–спектрометрический анализ микроорганизмов и их сообществ, в клинических пробах при инфекциях и дисбиозах // Химический анализ в медицинской диагностике. М.: Наука, 2010. С. 293–368.

Сачивкина Н.П., Подопригора И.В., Марахова А.И. Фарнезол: свойства, роль и перспективы использования при регулировании пленкообразования у грибов рода Candida // Фармация. 2020. Т. 69, № 6. С. 8–12. https://doi.org/10.29296/25419218-2020-06-02.

Day A.P., Oliver J.D. Changes in membrane fatty acid composition during entry of Vibrio vulnificus into the viable but nonculturable state // J. Microbiol. 2004. Vol. 42, № 2. P. 69–73. PMID: 15357297.

Díaz-Quiroz D.C. et al. Current perspectives on applications of shikimic and aminoshikimic acids in pharmaceutical chemistry // Research and Reports in Medicinal Chemistry. 2014. № 4. Р. 35–46. DOI: http://doi.org /10.2147/RRMC.S46560

Eberlein C. et al. Immediate response mechanisms of gram-negative solvent-tolerant bacteria to cope with environmental stress: cis-trans isomerization of unsaturated fatty acids and outer membrane vesicle secre-tion // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018. Vol. 102. P. 2583–2593. DOI: http: //doi.org/10.1007/ s00253-018-8832-9.

Heipieper H.J., Hachicho N. Bacterial solvent responses and tolerance: сis-trans isomerization // Hydrocarbon and lipid. Microbiology Protocols. / eds McGenity T., Timmis K., Nogales B. Berlin; Heidelberg: Springer, 2014. DOI: http://doi.org/10.1007/8623_2014_16.

Heipeiper H.J., Meinhard F., Segura A. The cis-trans isomerase of unsaturated fatty acids in Pseudomonas and Vibrio: biochemistry, molecular biology and physiological function of a unique stress adaptive mechanism // Fems Microbiol. Let. 2003. Vol. 229, № 1. P. 1–7. DOI: http://doi.org /10.1016 /S0378-1097(03) 00792-4.

Janse J.D. Fatty acid analysis in the identification, taxonomy and ecology of (plant pathogenic) Bacteria // Diagnosis and Identification of Plant Pathogens. Developments in Plant Pathology / eds Dehne H.W., Adam G., Diekmann M., Frahm J., Mauler-Machnik A., van Halteren P. Dordrecht: Springer, 1997. № 11. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-009-0043-1_13.

Javvadi S.G. et al. The spent culture supernatant of Pseudomonas syringae contains azelaic acid // BMC Microbiol. 2018. Vol. 18. P. 1–11. DOI: http://doi.org/10.1186/s12866-018-1352-z.

Lambert M.A. et al. Differentiation of Vibrionaceae species by their cellular fatty acid composition // Int. J. Syst. Bacteriol. 1983. Vol. 33, № 4. P. 777–792. DOI: http://doi.org/10.1099/00207713-33-4-777.

Lee D.et al. Piperonylic acid stimulates keratinocyte growth and survival by activating epidermal growth factor receptor (EGFR) // Sci. Rep. 2018. Vol. 9. P. 8. DOI: http://doi.org /10.1038/s41598-017-18361-3.

Li J. et al. Temperature- and surfactant-induced membrane modifica tions that alter Listeria monocyto-genes nisin sensitivity by different mechanisms // Appl. Environ. Microbiol. 2002. Vol. 68, № 12. P. 5904–5910. DOI: http://doi.org/10.1128/ aem.68.12 5904 -5910. 2002.

Moldoveanu S.B., David V. Derivatization Methods in GC and GC/MS // Gas Chromatography / ed. Peter Kusch. 2019. 142 p. DOI: 10.5772/intechopen.81954.

Moravec A.N. et al. Exogenous polyunsaturated fatty acids impact membrane remodeling and affect virulence phenotypes among pathogenic Vibrio species // Appl. Environ. Microbiol. 2017. Vol. 83, № 22. P. 1–16. doi: 10.1128/AEM.01415-17.

Palmieri F. et al. Chapter two-oxalic acid, a molecule at the crossroads of bacterial-fungal interactions // Advan. Appl. Microbiol. 2019. Vol. 106. P. 49–77. DOI: http://doi.org/10.1016 /bs.aambs.2018.10.001.

Poger D., Caron B., Mark A.E. Effect of methyl-branched fatty acids on the structure of lipid bilayers // J. Physical. Chem. 2014. Vol. 118, № 48. P. 13838–13848. DOI: http: //doi.org/10.1021 /jp503910r.

Poger D., Caron B., Mark A.E. Ring to rule them all: the effect of cyclopropane fatty acids on the fluidity of lipid bilayers // J. Physical. Chem. B. 2015. Vol. 119, № 17. P. 5487–5495. DOI: http: //doi.org /10.1021/acs.jpcb.5в00958.

Poger D., Mark A.E. Effect of ring size in ω-alicyclic fatty acids on the structural and dynamical proper-ties associated with fluidity in lipid bilayers // Langmuir. 2015. Vol. 31, № 42. P. 11574–11582. DOI: http://doi.org/10.1021/acs.langmuir.5b02635.

Rowe H.M., Hantley J.F. From the outside - in: The Francisella tularensis envelope and virulence // Front Cell Infect. Microbiol. 2015. № 5. P. 94. DOI: http://doi.org/10.3389/fcimb.2015.00094.

Seydlova G. et al. The extent of the temperature-induced membrane remodeling in two closely related Bordetella species reflects their adaptation to diverse environmental niches // J. Biol. Chem. 2017. Vol. 292, № 19. P. 8048–8058. DOI: http://doi.org /10.1074/jbc.M117.781559.

Shalk M. et al. Piperonylic acid, a selective, mechanism-based inactivator of the trans-cinnamate 4-hydroxylase: a new tool to control the flux of metabolites in the phenylpropanoid pathway // Plant Physiol. 1998. Vol. 118. P. 209–218. DOI: http://doi.org /10.1104/ pp.118.1.209.

Sherlock. Microbial Identification System. V 6.2. MIS Operating Manual. Newark: Sandy Dr, 2012.

Siliakus M.F., Oost J., Kengen S.W.M. Adaptations of archeal and bacterial membranes to variations in temperture, pH and pressure // Extremophiles. 2017. Vol. 21. P. 651–670. DOI: http://doi.org /10.1007/s00792-017-0939-x.

Smith D.S. et al. Polyunsaturated fatty acids cause physiological and behavioral changes in Vibrio alginolyticus and Vibrio fischeri // Microbiologyopen. 2021. Vol. 10, № 5. P. 1–16. doi: 10.1002/mbo3.1237.

Urdaci M.C., Marchand M., Grimont P.A. Characterization of 22 Vibrio species by gas chromatography analysis of their cellular fatty acids // Res. Microbiol. 1990. Vol. 141, № 4. P. 437–452. DOI: http://doi.org/10.1016/0923-2508(90)90070-7

Vigh L., Landry J., Nakamoto H. Membrane regulation of the stress response from prokaryotic models to mammalian cells // Ann. NY Acad. Sci. 2007. Vol. 1113, № 1. P. 40–51. DOI: http://doi.org /10.1196/annals.1391.027.

Wang L., Wu J. The essential role of jasmonic acid in plant herbivore interactions using the wild tobacco Nicotiana attenuate as a model // J. Gen. Genomics. 2013. Vol. 40. P. 597–606. DOI: http://doi.org /10.1016 /j.jgg.2013.10.001.

Watson Н. Biological membranes // Essays Biochem. 2015. Vol. 59. P. 43–69. DOI: http://doi.org/10.1042/bse0590043.

Yoon J-H, Lee S-Y. Characteristics of viable-but-nonculturable Vibrio parahaemolyticus induced by nu-trient-deficiency at cold temperature // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2020. Vol. 60, № 8. P. 1302–1320. DOI: 10.1080/ 10408398.2019.1570076.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)