Отправить статью по E-mail 
Антимикробная активность пробиотического штамма Enterococcus faecium 1-35
- Авторы: Бражник Е.А.1,2, Биконя С.Н.1,2, Лаптев Г.Ю.2,3
-
Учреждения:
- Волгоградский государственный аграрный университет»
- Научно-производственная компания «БИОТРОФ»
- Санкт-Петербургский государственный аграрный университет
- Выпуск: Том 5, № 2 (2023)
- Страницы: 60-64
- Раздел: Актуальные проблемы: дискуссионная трибуна
- URL: https://journals.eco-vector.com/PharmForm/article/view/352543
- DOI: https://doi.org/10.17816/phf352543
- ID: 352543
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В исследовании рассматривается поиск альтернативных решений по замене кормовых антибиотиков для птицеводства. В ходе изучения пробиотического штамма Enterococcus faecium 1-35 были установлены его антимикробные свойства по отношению к некоторым патогенным микроорганизмам. С использованием биоинформатического подхода в геноме Enterococcus faecium 1-35 были обнаружены гены нерибосомных пептид-синтетаз. Продукт синтеза которых предположительно обладает биологической активностью. Штамм Enterococcus faecium 1-35, способный синтезировать активные пептидные продукты, может быть расценен как альтернативное решение при замене кормовых антибиотиков. Полученные результаты нуждаются в дополнительных исследованиях практического применения для подтверждения ожидаемого эффекта.
Полный текст
СОКРАЩЕНИЯ
НРП – нерибосомные пептиды
НРПС – нерибосомные пептид-синтетазы
АДЕП-1 (ADEP-1) – Ацил-де-пси-пептид
NGS – методы секвенирования нового поколения.
ВВЕДЕНИЕ
Для сохранения здоровья сельскохозяйственных животных и птиц активно используют кормовые антибиотики. В настоящее время в РФ принимаются меры по недопущению распространения антимикробной резистентности. Поиск возможных решений по замене антибиотиков является одной из главных задач для птицеводства.
Для каждого класса антибиотиков свойственен основной каркас. Большинство известных химических каркасов, из которых получают современные антимикробные соединения, были изучены в период с середины 1930-х до начала 1960-х годов. Наиболее известны четыре из них – цефалоспорины, пенициллины, хинолоны и макролиды, представляющие 73% новых антибактериальных химических соединений, зарегистрированных в период с 1981 по 2005 годы [1].
Целью исследования стало изучение антимикробных свойств штамма Enterococcus faecium 1-35. Данный штамм входит в состав кормовых добавок для сельскохозяйственных животных и птиц разработанных и выпускаемых компанией ООО «БИОТРОФ» – Целлобактерин+® и Профорт® [2].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В данном эксперименте использовался метод NGS (Секвенирование нового поколения) для полногеномного определения нуклеотидной последовательности штамма Enterococcus faecium 1-35. Для этого, после секвенирования, короткие последовательности были собраны в более длинные контиги при помощи программы SPAdes [3]. Анализ контигов проводился с использованием программы antiSMASH версии 5.0.0 и базы Norine для поиска генных кластеров, отвечающих за синтез вторичных метаболитов, включая нерибосомные пептиды (НРП) [4, 5]. Нерибосомными пептидами называют продуцируемые бактериями и грибами вторичные метаболиты, которые обладают разнообразной биологической активностью (антибиотики, противоопухолевые средства, иммуносупрессоры), например, бацитрацин, циклоспорин и др. Нерибосомные пептиды синтезируются синтетазами нерибосомных пептидов, которые не нуждаются в мРНК [6].
РЕЗУЛЬТАТЫ
В результате NGS-секвенирования были обнаружены гены нерибосомных пептид-синтетаз (НРПС). Предполагаемый пептидный продукт имеет определенную долю сходства с АДЕП-1 (ADEP-1) – Ацил-де-пси-пептид, который изначально был обнаружен у бактерий Streptomyces hawaiiensis (патент, 1982 г.). Данный пептидный продукт представляет собой класс потенциальных антибактериальных веществ, отличающихся высокой антимикробной активностью по отношению к грамположительным патогенам и действующий путем нарушения регуляции протеазы ClpP [7]. Исследования, проведенные с использованием методов классической микробиологии, подтвердили антимикробную активность по отношению к некоторым видам бактерий.
ВЫВОДЫ
В результате секвенирования и последующего биоинформатического анализа штамма Enterococcus faecium 1-35, удалось идентифицировать гены нерибосомных пептид-синтетаз ответственных за продуцирование биологически активного продукта. Предполагаемой продукт синтеза Enterococcus faecium 1-35, имеет определенную долю сходства с АДЕП-1, что позволяет расценивать штамм бактерий, как потенциальный биологически активный компонент кормовых добавок. Кормовые добавки с пробиотическими бактериями Enterococcus faecium 1-35 могут стать альтернативным решением при замене кормовых антибиотиков в птицеводстве.
Об авторах
Евгений Александрович Бражник
Волгоградский государственный аграрный университет»; Научно-производственная компания «БИОТРОФ»
Автор, ответственный за переписку.
Email: bea@biotrof.ru
SPIN-код: 3776-1982
аспирант кафедры «Кормление и разведение с.-х. животных», контролер по качеству научно-производственной компании «БИОТРОФ»
Россия, Волгоград; Санкт-Петербург, Пушкин
Светлана Николаевна Биконя
Волгоградский государственный аграрный университет»; Научно-производственная компания «БИОТРОФ»
Email: svetlana@biotrof.ru
SPIN-код: 9451-8405
аспирант кафедры «Кормление и разведение с.-х. животных», заместитель главного технолога научно-производственной компании «БИОТРОФ»
Россия, Волгоград; Санкт-Петербург, Пушкин
Георгий Юрьевич Лаптев
Научно-производственная компания «БИОТРОФ»; Санкт-Петербургский государственный аграрный университет
Email: laptev@biotrof.ru
SPIN-код: 3600-5295
доктор биологических наук, заведующий кафедрой «Биотехнология кормов», директор научно-производственной компании «БИОТРОФ»
Россия, Санкт-Петербург, Пушкин; Санкт-Петербург, Пушкин
Список литературы
- Fischbach M. A., Walsh C. T. Antibiotics for emerging pathogens. Science (New York, N.Y.). 2009 Aug;325(5944):1089–1093. doi: 10.1126/science.1176667.
- Околелова Т. М., Егорова Т. В. и др. Руководство по использованию биопрепаратов и кормовых добавок для обеспечения здоровья и повышения продуктивности бройлеров. Методические рекомендации // Сергиев Посад. – 2013.
- Prjibelski A., Antipov D., Meleshko D., Lapidus A., & Korobeynikov, A. (2020). Using SPAdes de novo assembler. Current Protocols in Bioinformatics, 70, e102. doi: 10.1002/cpbi.102.
- Blin K. [et al.]. antiSMASH 5.0: updates to the secondary metabolite genome mining pipeline // Nucleic Acids Res. – 2019. – Vol. 47, № W1. – P. W81-W87. doi: 10.1093/nar/gkz310.
- Flissi A, Dufresne Y, Michalik J, Tonon L, Janot S, Noé L, Jacques P, Leclère V, Pupin M. Norine, the knowledgebase dedicated to non-ribosomal peptides, is now open to crowdsourcing. Nucleic Acids Res. 2016 Jan 4;44(D1):D1113–8. doi: 10.1093/nar/gkv1143.
- Орлова Т. И., Булгакова В. Г., Полин А. Н. Биологические активные нерибосомальные пептиды. III. Механизм биосинтеза нерибосомальных пептидов // Антибиотики и химиотерапия. 2012, № 7–8 (57). С. 43–54.
- Kirstein J, Hoffmann A, Lilie H, Schmidt R, Rübsamen-Waigmann H, Brötz-Oesterhelt H, Mogk A, Turgay K. The antibiotic ADEP reprogrammes ClpP, switching it from a regulated to an uncontrolled protease. EMBO Mol Med. 2009 Apr;1(1):37–49. doi: 10.1002/emmm.200900002.
Дополнительные файлы
