Влияние тяжелых металлов на штаммы рода Enterococcus The effect of heavy metals on strains of the genus Enterococcus

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

pdf
Опубликован: дек 24, 2024
DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2024-4-390-400
Ключевые слова:
род Enterococcus тяжелые металлы медь кадмий цинк

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

Светлана Сергеевна Ускова
Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия
Алина Викторовна Мартынова
Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия

Аннотация

Изучалось влияние тяжелых металлов на микробиологические свойства штаммов рода Enterococcus, выделенных из водной среды. Было исследовано 18 образцов воды из устья р. Вторая Речка, из которых выделено 30 штаммов бактерий рода Enterococcus. Идентификация проводилась методом полимеразной цепной реакции. Изучалась морфология клеток с помощью световой микроскопии; устойчивость к тяжелым металлам определялась по наличию или отсутствию роста на чашке с разными концентрациями металлов (меди, кадмия, цинка). Выявлено, что при увеличении концентрации тяжелых металлов у бактерий рода Enterococcus изменяются морфологические характеристики, а превышение ПДК приводит к гибели бактерии. По степени действия изученных металлов их можно расположить в следующей последовательности: Cd > Cu > Zn.

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

Как цитировать
Ускова, С. С., & Мартынова, А. В. (2024). Влияние тяжелых металлов на штаммы рода Enterococcus: The effect of heavy metals on strains of the genus Enterococcus. Вестник Пермского университета. Серия Биология, (4), 390–400. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2024-4-390-400
Выпуск
№ 4 (2024): 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

Светлана Сергеевна Ускова, Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия

аспирант кафедры биоразнообразия и морских биоресурсов

Алина Викторовна Мартынова, Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия

д-р мед. наук, профессор кафедры биоразнообразия и морских биоресурсов; профессор кафедры эпидемиологии и военной эпидемиологии

Библиографические ссылки

Бузолева Л.С. Микробиологическая оценка качества природных вод. Владивосток, 2011. 85 с.

Коршенко А.Н. Качество морских вод по гидрохимическим показателям. Ежегодник 2019. М.: Наука, 2020. 281 с.

Красная Ю.В., Нестеров А.С., Потатуркина-Нестерова Н.И. Значение бактерий рода Enterococcus в жизнедеятельности человека // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3. С. 1169–1178.

Прунтова О.В. Лабораторный практикум по общей микробиологии. М.: Владимир, 2005. 77 с.

Шулькин В.М., Богданова Н.Н., Киселев В.И. Металлы в речных водах Приморского края // Геохи-мия. 2007. Т. 1. С. 79–88.

Abou-Shanab R., Berkum V.P., Angle J. Heavy metal resistance and genotypic analysis of metal re-sistance genes in gram-positive and gram-negative bacteria present in Ni-rich serpentine soil and in the rhizo-sphere of Alyssum murale // Chemosphere. 2007. Vol. 68. P. 360–367. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2006.12.051.

Abrantes M.C., Kok J., Lopes M.de F.S. Enterococcus faecalis zinc-responsive proteins mediate bacterial defence against zinc overload, lysozyme and oxidative stress // Microbiology. 2014. Vol. 160. P. 2755–2762. DOI: 10.1099/mic.0.080341-0.

Arguello J.M., Raimunda D., Padilla-Benavides T. Mechanisms of copper homeostasis in bacteria // Fron-tiers in Cellular and Infection Microbiology. 2013. Vol. 3, № 73. P. 1–14. DOI: 10.3389/fcimb.2013.00073.

Ayangbenro A.S., Babalola O.O. A new strategy for heavy metal polluted environments: a review of mi-crobial biosorbents // Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2017. Vol. 14, № 94. P. 1–16. DOI: 10.3390/ijerph14010094.

Barbosa J., Borges S., Teixeira P. Selection of potential probiotic Enterococcus faecium isolated from Portuguese fermented food // International Journal of Food Microbiology. 2014. Vol. 191. P. 144–148. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2014.09.009.

Burgmann H. et al. Water, and sanitation: an essential battlefront in the war on antimicrobial resistance // FEMS Microbiol. Ecol. 2018. Vol. 94. P. 1–14. DOI: 10.1093/femsec/fiy101.

Butaye P., Devriese L.A., Haesebrouck F. Differences in Antibiotic Resistance Patterns of Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium Strains Isolated from Farm and Pet Animals // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2001. Vol. 45, № 5. P. 1374–1378. DOI: 10.1128/AAC.45.5.1374-1378.2001.

Cesare Di A. et al. The marine environment as a reservoir of enterococci carrying resistance and virulence genes strongly associated with clinical strains // Environmental Microbiology Reports. 2014. Vol. 6, № 2. P. 184–190. DOI: 10.1111/1758-2229.12125.

Frei A. et al. Metals to combat antimicrobial resistance // Nature Reviews Chemistry. 2023. Vol. 7. P. 202–224. DOI: 10.1038/s41570-023-00463-4.

Fu F., Wang Q. Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review // J. Environ. Manage. 2011. Vol. 92. P. 407–418. DOI: 10.1016/j.jenvman.2010.11.011.

Garrido A.M., Galvez A., Pulido R.P. Antimicrobial Resistance in Enterococci // J. Infect. Dis. Ther. 2014. Vol. 2, № 4. P. 1–7. DOI: 10.4172/2332-0877.1000150.

Gin K.Y.H., Goh S.G. Modeling the effect of light and salinity on viable but non-culturable (VBNC) En-terococcus // Water Research. 2013. Vol. 47, № 10. P. 3315–3328. DOI: 10.1016/j.watres.2013.03.021.

Gupta S. et al. Ahammad Heavy metal and antibiotic resistance in four Indian and UK rivers with differ-ent levels and types of water pollution // Science of The Total Environment. 2023. Vol. 857, № 1. Art. 159059. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.159059.

Hasman H., Aarestrup F.M. tcrB, a gene conferring transferable copper resistance in Enterococcus faeci-um: occurrence, transferability, and linkage to macrolide and glycopeptide resistance // Antimicrob Agents Chemother. 2002. Vol. 46. P. 1410–1416. DOI: 10.1128/aac.46.5.1410-1416.2002l.

Jungmann J. et al. Resistance to cadmium mediated by ubiquitin-dependent proteolysis // Nature. 1993. Vol. 361. P. 369–371.

Li X., Krumholz L.R. Regulation of arsenate resistance in Desulfovibrio desulfuricans G20 by an arsRBCC operon and an arsC gene // J. Bacteriol. 2007. Vol. 189. P. 3705–3711. DOI: 10.1128/jb.01913-06.

Paplace J.M., Boutibonnes P., Auffray Y. Unusual resistance and acquired tolerance to cadmium chlo-ride in Enterococcus faecalis // J. Basic. Microbiol. 1996. Vol. 36. P. 311–317. DOI: 10.1002/jobm.3620360504.

Parsons C., Lee S., Kathariou S. Dissemination and conservation of cadmium and arsenic resistance de-terminants in Listeria and other Gram-positive bacteria // Molecular Microbiology. 2020. Vol. 113. P. 560–569. DOI: 10.1111/mmi.14470.

Sadowy E., Luczkiewicz A. Drug-resistant and hospital-associated Enterococcus faecium from wastewater, riverine estuary and anthropogenically impacted marine catchment basin // BMC Microbiology. 2014. Vol. 14, № 66. P. 1–15. DOI: 10.1186/1471-2180-14-66.

Schwartz G.G., Reis I.M. Is cadmium a cause of human pancreatic cancer // Cancer. Epidemiol. Bi-omark. Prev. 2000. Vol. 9. P. 139–145.

Shah S.B. Heavy Metals in the Marine Environment—An Overview // Heavy Metals in Scleractinian Corals / Springer Briefs in Earth Sciences. Springer, Cham. 2021. P. 1–26. DOI: 10.1007/978-3-030-73613-2_1.

Skowron K. et al. Prevalence and distribution of VRE (vancomycin resistant enterococci) and VSE (van-comycin susceptible enterococci) strains in the breeding environment // Annals of Agricultural and Environmen-tal Medicine. 2016. Vol. 23, № 2. P. 231–236. DOI: 10.5604/12321966.1203882.

Somerville G.A., Proctor R.A. At the crossroads of bacteria metabolism and virulence factor synthesis in Staphylococci // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2009. Vol. 73. P. 233–248. DOI: 10.1128/mmbr.00005-09.

Tsai K., Yoon K., Lynn A. ATP-dependent cadmium transport by the cadA cadmium resistance determi-nant in everted membrane vesicles of Bacillus subtilis // J. Bacteriol. 1992. Vol. 174. P. 116–121. DOI: 10.1128/jb.174.1.116-121.1992.

Wiebelhaus N. et al. Protein folding stability changes across the proteome reveal targets of Cu toxicity in E. coli // ACS Chem. Biol. 2021. Vol. 16. P. 214–224. DOI: 10.1021/acschembio.0c00900.

Wu G. et al. Enterococcus faecalis strain LZ-11 isolated from Lanzhou reach of the Yellow River is able to resist and absorb Cadmium // Journal of Applied Microbiology. 2014. Vol. 116. P. 1172–1180. DOI: 10.1111/jam.12460.

Zhang S. et al. Genome sequences of copper resistant and sensitive Enterococcus faecalis strains isolated from copper-fed pigs in Denmark // Standards in Genomic Sciences. 2015. Vol. 35. P. 1–10.

Zhao X. et al. Study on the influence of soil microbial community on the long-term heavy metal pollu-tion of different land use types and depth layers in mine // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2019. Vol. 170. P. 218–226. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2018.11.136.