Влияние температурного стресса на спектр жирных кислот штаммов Vibrio cholerae
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-9952-2022-2-143-154Ключевые слова:
Vibrio cholerae, жирные кислоты, холодовой стресс, тепловой стрессАннотация
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.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.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Лицензионный договор на право использования научного произведения в научных журналах, учредителем которых является Пермский государственный национальный исследовательский университет
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.
