Механизмы антимикробного действия жирных кислот (обзор)

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Среди многообразной биологической активности жирных кислот (ЖК) можно выделить способность оказывать бактерицидное действие на микроорганизмы или ингибировать их рост. Несмотря на то, что механизмы антибактериального действия ЖК изучены не до конца, наиболее распространенной их мишенью является клеточная мембрана, где ЖК вызывают повышение проницаемости и последующий лизис клетки, что приводит к нарушению цепи переноса электронов, разобщению окислительного фосфорилирования, угнетению ферментативной активности и потребления питательных веществ. Помимо действия на клеточные мембраны, ЖК обладают способностью нарушать процессы метаболизма микроорганизмов, ингибировать репликацию ДНК/РНК и влиять на экспрессию генов вирулентности. Кроме того, в настоящее время описывают нетрадиционные механизмы антимикробного действия ЖК, такие как ингибирование горизонтального переноса генов, чувства кворума и нарушение работы эффлюкс-помп. Многообразие противомикробных механизмов и широкий спектр активности ЖК определяют их высокий биотехнологический потенциал и делают актуальными дальнейшие исследования механизмов действия на биологические системы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. С. Обухова

Петрозаводский государственный университет, Медицинский институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: Obyhova_elena@mail.ru
Россия, Петрозаводск, 185003

С. А. Мурзина

Институт биологии – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской академии наук”

Email: murzina.svetlana@gmail.com
Россия, Петрозаводск, 185910

Список литературы

  1. Tocher D.R., Fonseca-Madrigal J., Bell J.G., Dick J.R., Henderson R.J., Sargent J.R. // Fish Physiol. Biochem. 2002. V. 26. P. 157–170.
  2. Hochachka P.W., Somero G.N. Bio-Chemical Adaptation: Mechanism and Process in Physiological Evolution. N.Y.: Oxford University Рress, 2002. 466 p.
  3. Батраков С.Г., Никитин Д.И., Ружицкий А.О., Оранская М.С. // Биоорганическая химия. 1998. Т. 24. № 10. P. 768–777.
  4. Antonny B., Vanni S., Shindou H., Ferreira T. // Trends in Cell Biology. 2015. V. 25. № 7. P. 427–436.
  5. Рабинович А.Л., Рипатти П.О. // Успехи современной биологии. 1994. Т. 114. Вып. 5. С. 581–594.
  6. Rabinovich A.L., Ripatti P.O., Balabaev N.K, Leermakers F.A.M. // Phys.Rev. E 67. 2003. V. 67. № 1: е011909. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.67.011909
  7. Kenny J.G., Ward D., Josefsson E., Jonsson I.M., Hinds J., Rees H.H., Lindsay J.A., Tarkowski A., Horsburgh M.J. // PLoS One. 2009. V. . № 2. e4344. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004344
  8. van Eijk E., Wittekoek B., Kuijper E.J., Smits W.K. // J. Antimicrob. Chemother. 2017. V.72. № 5. P. 1275–1284.
  9. Kabara J., Swieczkowski D., Conley A., Truant J. // J. Antimicrob Agents Chemother. 1972.V. 2. № 1. Р. 23–28.
  10. Yoon B.K., Jackman J.A., Valle-González E.R., Cho N.J. // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. № 4. е1114. https://doi.org/10.3390/ijms19041114
  11. Zheng C.J, Yoo J.S., Lee T.G., Cho H.Y., Kim Y.H., Kim W.G. // FEBS Lett. 2005. V. 579. № 23. Р. 5157–5162.
  12. Desbois A.P., Smith V.J. // Appl. Microbiol Biotechnol. 2010. V. 85. Р. 1629–1642.
  13. Desbois A.P. // Recent Pat. Antiinfect. Drug Discov. 2012. V. 7. № 2. Р. 111–122.
  14. Jackman J.A., Yoon B.K., Li D., Cho N.J. // Molecules. 2016. V. 21. № 3. е305. https://doi.org/10.3390/molecules21030305
  15. Fischer C.L. // Antibiotics. 2020. V. 9. № 2. е75. https://doi.org/10.3390/antibiotics9020075
  16. Carson D.D., Daneo-Moore L. // J. Bacteriol. 1980. V. 141. № 3. Р. 1122–1126.
  17. Thompson L., Cockayne A., Spiller R.C. // Gut. 1994. V. 35. № 11. Р. 1557–1561.
  18. Bergsson G., Arnfinnsson J., Steingrímsson O., Thormar H. // APMIS. 2001. V. 109. № 10. Р. 670–678.
  19. Avis T.J., Bélanger R.R. // Appl. Environ. Microbiol. 2001. V. 67. № 2. Р. 956–60.
  20. Guimarães A., Venâncio A. // Toxins. 2022. V. 14. № 3. e188. https://doi.org/10.3390/toxins14030188
  21. Greenway D.L., Dyke K.G. // J. Gen. Microbiol. 1979. V. 115. № 1. Р. 233–245.
  22. Won S.R., Hong M.J., Kim Y.M., Li C.Y., Kim J.W., Rhee H.I. // FEBS Lett. 2007. V. 581. № 25. Р. 4999–5002.
  23. Casillas-Vargas G., Ocasio-Malavé C., Medina S., Morales-Guzmán C., Del Valle R.G., Carballeira N.M., Sanabria-Ríos D.J. // Prog. Lipid Res. 2021. V. 82. e101093. https:// doi.org/10.1016/j.plipres.2021.101093
  24. Parsons J.B., Yao J., Frank M.W., Jackson P., Rock C.O. // J. Bacteriol. 2012. V. 194. № 19. P. 5294-304.
  25. Li X.C., Jacob M.R., ElSohly H.N., Nagle D.G., Smillie T.J., Walker L.A. et al. // J. Nat. Prod. 2003. V. 66. № 8. P. 1132-1135.
  26. Sanabria-Ríos D.J., Morales-Guzmán C., Mooney J., Medina S., Pereles-De-León T., Rivera-Román A. et al. // Lipids. 2020. V. 55. № 2 Р. 101–116.
  27. Tomašič T., Katsamakas S., Hodnik Ž., Ilaš J., Brvar M., Solmajer T. et al. // J. Med. Chem. 2015. V. 58. № 14. Р. 5501–5521.
  28. Withey J.H., Nag D., Plecha S.C., Sinha R., Koley H. // Antimicrob. Agents Chemother. 2015. V. 59. № 12. Р. 7471–7476.
  29. Liaw S.J., Lai H.C., Wang W.B. // Infect Immun. 2004. V. 72. № 12. P. 6836–6845.
  30. Clarke S.R., Mohamed R., Bian L., Routh A.F., Kokai-Kun J.F., Mond J.J. et al. // Cell Host Microbe. 2007. V. 1. № 3. Р. 199–212.
  31. Stenz L., François P., Fischer A., Huyghe A., Tangomo M., Hernandez D. et al. // FEMS Microbiol. Lett. 2008. V. 287. № 2. Р. 149–155.
  32. Davies D.G., Marques C.N. // J. Bacteriol. 2009. V. 191. № 5. Р. 1393–1403.
  33. Nicol M., Alexandre S., Luizet J.B., Skogman M., Jouenne T., Salcedo S.P., Dé E. // Int. J. Mol. Sci. 2018. V. 19. № 1. е214. https://doi.org/10.3390/ijms19010214
  34. Fluhr J.W., Kao J., Jain M., Ahn S.K., Feingold K.R., Elias P.M. // J. Invest. Dermatol. 2001. V. 117. № 1. Р. 44–51.
  35. Hiltunen T., Virta M., Laine A.L. // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological. 2017. V. 372. № 1712. P. 1–7.
  36. Getino M., Sanabria-Ríos D.J., Fernández-López R., Campos-Gómez J., Sánchez-López J.M., Fernández A., Carballeira N.M., de la Cruz F. // mBio. 2015. V. 6. № 5. e01032-15. https://doi.org/10.1128/mbio.01032-15
  37. Palencia-Gándara C., Getino M., Moyano G., Redondo S., Fernández-López R., González-Zorn B., de la Cruz F. // mBio. 2021. V. 12. № 4. е8406284. https://doi.org/10.1128/mbio.01277-21
  38. Rémy B., Mion S., Plener L., Elias M., Chabrière E., Daudé D. // Front. Pharmacol. 2018. V. 9. e203. https://doi.org/10.3389/fphar.2018.00203
  39. Widmer K.W., Soni K.A., Hume M.E., Beier R.C., Jesudhasan P., Pillai S.D. // J. Food Sci. 2007. V. 72. № 9. Р. M363–М368.
  40. Lee J.H., Kim Y.G., Khadke S.K., Lee J. // Microb. Biotechnol. 2021. V. 14. № 4. Р. 1353–1366.
  41. Марданова А.М., Богомольная Л.М., Романова Ю.Д., Шарипова М.Р. // Микробиология. 2014. № 1.С. 3. С. 54–59.
  42. Blanco P., Hernando-Amado S., Reales-Calderon J.A., Corona F., Lira F., Alcalde-Rico M., Bernardini A., Sanchez M.B., Martinez J.L. // Microorganisms. 2016. V. 4. № 1. е14. https://doi.org/10.3390/microorganisms4010014
  43. Baharoglu Z., Mazel D. // Antimicrob. Agents Chemother. 2011. V. 55. № 5. Р. 2438–2441.
  44. Dasagrandhi C., Kim Y.S., Kim I.H., Hou C.T., Kim H.R. // Indian J. Microbiol. 2017. V. 57. № 4. Р. 461–469.
  45. Costa S.S., Sobkowiak B., Parreira R., Edgeworth J.D., Viveiros M., Clark T.G. et al. // Front. Genet. 2019. V. 9. e710. https://doi.org/10.3389/fgene.2018.00710
  46. Sun C.Q., O’Connor C.J., Roberton A.M. // FEMS Immunol. Med. Microbiol. 2003. V. 36. № 1–2. P. 9–17.
  47. Wille J.J., Kydonieus A. // Skin Pharmacol. Appl. Skin Physiol. 2003. V. 16. № 3. Р. 176–187.
  48. Anzaku A.A., Akyala J.I., Juliet A., et al. // Ann. Clin. Lab. Res. 2017. 5: 2.
  49. Nagase S., Matsue M., Mori Y., Honda-Ogawa M., Sugitani K., Sumitomo T. et al. // J. Wellness Health Care. 2017. V. 41. № 1. Р. 87–95.
  50. Kitahara T., Koyama N., Matsuda J., Aoyama Y., Hirakata Y., Kamihira S. et al. // Biol. Pharm. Bull. 2004. V. 27. № 9. P. 1321–1326.
  51. Watanabe T., Yamamoto Y., Miura M., Konno H., Yano S., Nonomura Y. // J. Oleo Sci. 2019. V. 68. № 3. P. 291–296.
  52. Yang H.T., Chen J.W., Rathod J., Jiang Y.Z., Tsai P.J., Hung Y.P. et al. // Front Microbiol. 2017. V. 8. e2635. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02635
  53. Shilling M., Matt L., Rubin E., Visitacion M.P., Haller N.A., Grey S.F., Woolverton C.J. // J. Med. Food. 2013. V. 16. № 12. Р. 1079–1085.
  54. Undecylenic acid. Monograph. Altern. Med. Rev. 2002. V. 7. № 1. Р. 68–70.
  55. Marounek M., Skřivanová E., Rada V. // Folia Microbiologica. 2003. V. 48. P. 731–735.
  56. Dubos R.J. // J. Exp. Med. 1947. V. 85. № 1. P. 9–22.
  57. Souza J.L., da Silva A.F., Carvalho P.H., Pacheco B.S., Pereira C.M., Lund R.G. // Arch. Oral. Biol. 2014. V. 5. № 9. P. 880–886.
  58. Choi W.H. // Asian Pac. J. Trop. Med. 2016. V. 9. № 2. Р. 125–129.
  59. Sun M., Dong J., Xia Y., Shu R. // Microb Pathog. 2017. V. 107. P. 212–218.
  60. Coraça-Huber D.C., Steixner S., Wurm A., Nogler M. // Biomedicines. 2021. V. 9. № 4. e334. https://doi.org/10.3390/biomedicines9040334
  61. Sun M., Zhou Z., Dong J., Zhang J., Xia Y., Shu R. // Microb. Pathog. 2016. V. 99. P. 196–203.
  62. Correia M., Michel V., Matos A.A., Carvalho P., Oliveira M.J., Ferreira R.M., Dillies M.A., Huerre M., Seruca R., Figueiredo C., Machado J.C., Touati E. // PLoS One. 2012. V. 7. № 4. e35072. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035072
  63. Korosh T., Jordan K.D., Wu J.S., Yarlett N., Upmacis R.K. // J. Eukaryot. Microbiol. 2016. V. 63. № 2. P 153–161.
  64. Seabra C.L., Nunes C., Gomez-Lazaro M., Correia M., Machado J.C., Gonçalves I.C. et al. // Int. J. Pharm. 2017. V. 519. № 1–2. P. 128–137.
  65. Das U.N. // J. Adv. Res. 2018. V. 11. P. 57–66.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структурные формулы стеариновой кислоты, 18:0 – насыщенная жирная кислота, олеиновой кислоты, 18:1(n-9) – мононенасыщенная жирная кислота, α-линоленовой кислоты, 18:3(n-3) – полиненасыщенной жирной кислоты (n-3) семейства.

Скачать (191KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Обобщающая схема известных механизмов антибактериального действия жирных кислот.

Скачать (275KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024