БИОГЕННЫЕ ПОЛИАМИНЫ КАК МОДУЛЯТОРЫ АКТИВНОСТИ QUORUM SENSING СИСТЕМЫ И БИОПЛЕНКООБРАЗОВАНИЯ VIBRIO HARVEYI

Article Sidebar

PDF (Русский)
Published: Dec 4, 2019

Main Article Content

Лариса Юрьевна Нестерова
“Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН”- филиал ПФИЦ УрО РАН ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
http://orcid.org/0000-0003-2885-2777
Елизавета Вадимовна Негорелова
ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» “Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН”- филиал ПФИЦ УрО РАН
http://orcid.org/0000-0003-3895-0450
Александр Георгиевич Ткаченко
“Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН” – филиал ПФИЦ УрО РАН ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»
http://orcid.org/0000-0002-8631-8583

Abstract

Изучено влияние биогенных полиаминов на ростовые характеристики, биопленкообразование и функционирование системы Quorum sensing бактерии Vibrio harveyi. Показана способность V. harveyi синтезировать путресцин, кадаверин и спермидин, транспортировать из среды и накапливать в клетке спермин. Установлено, что присутствие полиаминов в среде культивирования оказывает стимулирующее влияние на активность аутоиндукторов 1 и 2 системы Quorum sensing, а также на формирование бактериальных биопленок. Во всех случаях наибольшее действие оказывал спермин. Эффект полиаминов на формирование бактериальных биопленок может быть обусловлен их стимулирующим влиянием на продукцию аутоиндукторов.

Article Details

How to Cite
Нестерова, Л. Ю., Негорелова, Е. В., & Ткаченко, А. Г. (2019). БИОГЕННЫЕ ПОЛИАМИНЫ КАК МОДУЛЯТОРЫ АКТИВНОСТИ QUORUM SENSING СИСТЕМЫ И БИОПЛЕНКООБРАЗОВАНИЯ VIBRIO HARVEYI. Bulletin of Perm University. Biology, (3), 300–308. Retrieved from https://press.psu.ru/index.php/bio/article/view/2812
Issue
No. 3 (2019): Вестник Пермского университета. Серия Биология. №3. 2019
Section
Микробиология

License agreement

 

Author Biographies

Лариса Юрьевна Нестерова, “Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН”- филиал ПФИЦ УрО РАН ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории адаптации микроорганизмовДоцент кафедры физиологии растений и микроорганизмов

Елизавета Вадимовна Негорелова, ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет» “Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН”- филиал ПФИЦ УрО РАН

СтудентЛаборант лаборатории адаптации микроорганизмов 

Александр Георгиевич Ткаченко, “Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН” – филиал ПФИЦ УрО РАН ФГБОУВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Доктор медицинских наук, зав. лабораторией адаптации микроорганизмовПрофессор кафедры микробиологии иммунологии 

References

Николаев Ю.А., Плакунов В.К. Биопленка – «город микробов» или аналог многоклеточного орга-низма? // Микробиология. 2007. Т. 76, № 2. С. 149–163.

Пшеничнов Р.А., Масленникова И.Л., Никитина Н.М. Экзометаболическая регуляция роста и свечения бактерий Vibrio harveyi BB170 при разной плотности популяции // Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2010. Вып. 2. С. 15–18.

Чудинов А.А., Чудинова Л.А., Коробов В.П. Метод определения низкомолекулярных олигоаминов в различном биологическом материале // Вопросы медицинской химии. 1984. № 4. C. 127–132.

Bassler B.L. et al. Intercellular signalling in Vibrio harveyi: sequence and function of genes regulating expression of luminescence // Molecular Microbiology. 1993.Vol. 9. P. 773–786.

Bassler B.L., Wright M., Silverman M.R. Multiple signaling systems controlling expression of luminescence in Vibrio harveyi: sequence and function of genes encoding a second sensory pathway // Molecular Microbiology. 1994. Vol. 13. P. 273–286.

Beloin C. et al. Global impact of mature biofilm lifestyle on Escherichia coli K-12 gene expression // Molecular Microbiology. 2004. Vol. 51. № 3. P. 659–674.

Bettenworth V. et al. Phenotypic heterogeneity in bacterial quorum sensing systems // Journal of Molecular Biology. 2019.

Federle M.J., Bassler B.L. Interspecies communication in bacteria // Journal of Clinical Investigation. 2003. № 112. Р. 1291–1299.

Gospodarek E., Bogiel T., Zalas-Wiecek P. Communication between microorganisms as a basis for pro-duction of virulence factors // Polish Journal of Microbiology. 2009. Vol. 58, № 3. Р. 191–198.

Greenberg E.P., Hastings J.W., Ulitzer S. Induction of luciferase synthesis in Beneckea harveyi by other marine bacteria // Archives of Microbiology. 1979. Vol. 179. Р. 87–91.

Haque S. еt аl. Developments in strategies for Quorum Sensing virulence factor inhibition to combat bac-terial drug resistance // Microbial Pathogenesis. 2018. Vol. 121. Р. 293–302.

Henke J.M., Bassler B.L. Three parallel quorum sens-ing regulate gene expression in Vibrio harveyi // Journal of Bacteriology. 2004. Vol. 186. P. 6902–6914.

Hobley L. еt аl. Spermidine promotes Bacillus subtilis biofilm formation by activating expression of the matrix regulator slrR // Journal of Biological Che-mistry. 2017. Vol. 212, № 92. Р. 12041–12053

Igarashi K., Kashiwagi K. Polyamine transport in bacteria and yeast // Biochemical Journal. 1999. Vol. 344, № 3. P. 633–642.

Igarashi K., Kashiwagi K. Characterization of genes for polyamine modulon // Methods in Molecular Biology. 2011. Vol. 720. P. 51–65.

Jänne J. еt аl. Polyamines and polyamine metabolizing enzyme activities in human semen // Clinica Chimica Acta. 1973. Vol. 48, № 4. P. 393–401.

Jiang O. et al. Quorum Sensing: a prospective thera-peutic target for bacterial diseases // BioMed Re-search International. 2019.

Karatan E., Duncan T.R., Watnick P.I. NspS, a pre-dicted polyamine sensor, mediates activation of Vibrio cholerae biofilm formation by norspermidine // Journal of Bacteriology. 2005. Vol. 187, № 21. P. 7434–7443.

Kanjee U. еt аl. Linkage between the bacterial acid stress and stringent responses: the structure of the inducible lysine decarboxylase // The EMBO Jour-nal. 2011. Vol. 30, № 5. P. 931–944.

Kolodkin-Gal I. et al. A self-produced trigger for bio-film disassembly that targets exopolysaccharide // Cell. 2012. Vol. 149, № 3. P. 684–692.

Mah T.F. Biofilm-specific antibiotic resistance // Fu-ture Microbiology. 2012. Vol. 7, № 9. P. 1061–1072.

Michael A.J. Polyamines in Eukaryotes, Bacteria, and Archaea // Journal of Biological Chemistry. 2016. Vol. 291, № 29. Р. 14896–14903.

Miller M.B., Bassler B.L. Quorum sensing in bacteria // Annual Review of Microbiology. 2001. Vol. 55. P. 165–199.

Naves P. et al. Correlation between virulence factors and in vitro biofilm formation by Escherichia coli strains // Microbial Pathogenesis. 2008. Vol. 45, № 2. P. 86–91.

Nesse L.L., Berg K., Vestby L.K. Effects of norspermidine and spermidine on biofilm formation by po-tentially pathogenic Escherichia coli and Salmo-nella enterica wild-type strains // Environmental Microbiology. 2015. Vol. 81, № 6. Р. 2226–2232.

O'Toole G. A., Kolter R. Flagellar and twitching motility are necessary for Pseudomonas aeruginosa biofilm development // Molecular Microbiology. 1998. Vol. 30, № 2. Р. 295–304.

Peng Y.C. et al. Induction of the pho regulon and polyphosphate synthesis against spermine stress in Pseudomonas aeruginosa // Molecular Microbiol-ogy. 2017. Vol. 104, № 6. Р. 1037–1051.

Pegg A.E., McCann P.P. Polyamine metabolism and function // American Journal of Physiology-Cell Physiology. 1982. Vol. 243, № 5. P. 212–221.

Rhee H.J., Kim E.J., Lee J.K. Physiological polya-mines: simple primordial stress molecules // Jour-nal of Cellular and Molecular Medicine. 2007. Vol. 11, № 4. P. 685–703.

Salyers A.A., Amabile-Cuevas C.F. Why are antibiotic resistance genes so resistant to elimination? // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 1997. Vol. 41, № 11. P. 2321–2325.

Saxena P. et al. Biofilms: architecture, resistance, Quorum Sensing and control mechanisms // Journal of Microbiology. 2019. Vol. 59, № 1. P. 3–12.

Stickler D. Biofilms // Current Opinion in Microbiology. 1999. Vol. 2, № 3. Р. 270–275.

Suga H., Smith K.M. Molecular mechanisms of bacterial quorum sensing as a new drug target // Current Opinion in Chemical Biology. 2003. Vol. 7, № 5. Р. 586–591.

Surette, M.G. Bassler B.L. Quorum sensing in Escherichia coli and Salmonella typhimurium // PNAS.USA. 1998. Vol. 95. P. 7046–7050.

Tabor C.W., Tabor H. Polyamines in micrioorganisms // Clinical Microbiology Reviews. 1985. Vol. 40, № 1. P. 81–99.

Tkachenko A.G., Nesterova L.Yu., Pshenichnov M.R. The role of natural polyamine putrescine in defense against oxidative stress in Escherichia coli // Archives of Microbiology. 2001. Vol. 176. P. 155–157.

Vilchez R. et al. Analysing traces of autoinducer-2 requires standardization of the Vibrio harveyi bioas-say // Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2007. Vol. 387, № 2. Р. 489–496.

Waters C., Bassler B. Quorum sensing: cell-to-cell communication in bacteria // Annual Review of Cell and Developmental Biology. 2005. Vol. 21. P. 319–346.

Yao X., Lu C.D. Characterization of Staphylococcus aureus responses to spermine stress // Current Mi-crobiology. 2014. Vol. 69, № 3. Р. 394–403.

Yohannes E. et al. Polyamine stress at high pH in Escherichia coli K-12 // BMC Microbiology. 2005. №. 5. P. 59.

Zhao W. еt аl. Antagonism toward the intestinal microbiota and its effect on Vibrio cholerae virulence // Science. 2018. № 359. P. 210–213.

Most read articles by the same author(s)