Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Кузнецова В. А., Каневский М. В., Глинская Е. В., Глуховской Е. Г. Формирование монослоев Ленгмюра из нативных фосфолипидов бактерий различных систематических групп // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024. Т. 24, вып. 2. С. 184-195. DOI: 10.18500/1816-9775-2024-24-2-184-195, EDN: BIMGSY

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 50)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
[579.8:547]:544.023
EDN: 
BIMGSY

Формирование монослоев Ленгмюра из нативных фосфолипидов бактерий различных систематических групп

Авторы: 
Кузнецова Виктория Александровна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Каневский Матвей Владимирович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Глинская Елена Владимировна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Глуховской Евгений Геннадьевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Фосфолипиды являются важнейшими структурными элементами клеточной стенки бактерий, участвуют в адаптации микроорганизмов к среде обитания и могут выступать в качестве биомаркеров на изменение окружающей среды и одним из компонентов экологического или природоохранного мониторинга. Нативные фосфолипиды используются для формирования моделей клеточных мембран, биофизические свойства которых можно исследовать методом Ленгмюра – Блоджетт. Целью настоящей работы являлось выделение и характеристика фосфолипидов клеточных мембран бактерий Staphylococcus aureus 209-P и Bacillus cereus 8035 и формирование на их основе монослоев Ленгмюра. В составе экстракта фосфолипидов S. aureus 209-P и B. cereus 8035 обнаружены жирные кислоты: гексадекановая, транс-9-октадеценовая, октадекановая, тетрадекановая, 13-метилтетрадекановая, 14-метилпентадекановая, 15-метилгексадекановая, цис-9-октадекановая. Для формирования монослоя использовали рабочий раствор нативных фосфолипидов в хлороформе с концентрацией C = 10-3 М. Монослой, сформированный при внесении на поверхность 50 мкл раствора смеси фосфолипидов, имеет более совершенную структуру, что проявляется в постоянстве его механических свойств. При анализе полученных данных четко выраженной зависимости изменения параметров монослоев от температуры выявлено не было. Изменения модуля сжатия и сжимаемости были очень незначительные. При повышении концентрации хлорида натрия в суб фазе наблюдаются изменения модуля сжатия, а, следовательно, и жесткости монослоя.

Список источников: 
  1. Sastre D. E., Basso L. G. M. Membrane fl uidity adjusts the insertion of the transacylase PlsX to regulate phospholipid biosynthesis in Gram-positive bacteria // J. Biol. Chem. 2020. Vol. 295, № 7. P. 36–47. https://doi.org/10.1074/jbc.RA119.011122
  2. Shrivastava R., Jiang X., Chng S. S. Outer membrane lipid homeostasis via retrograde phospholipid transport in Escherichia coli // Mol. Microbiol. 2017. Vol. 106, № 3. P. 395–408. https://doi.org//10.1111/mmi.13772
  3. Андрюков Б. Г., Ляпун И. Н. Значение мембранных фосфолипидов в реализации защитных стратегий бактерий // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2020. Т. 97, № 6. С. 594–603. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-6-10
  4. Hassan N., Anesio A. M, Rafi q M., Holtvoeth J., Bull I., Haleem A., Shah A. A., Hasan F. Temperature driven membrane lipid adaptation in glacial psychrophilic bacteria // Front Microbiol. 2020. Vol. 11. P. 824. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00824
  5. Anders H., Power J. F., MacKenzie A. D., Lagutin K., Vyssotski M., Hanssen E., Moreau J. W., Stott M. B. Limisphaera ngatamarikiensis gen. nov., sp. nov., a thermophilic, pink-pigmented coccus isolated from subaqueous mud of a geothermal hotspring // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2015. Vol. 65, № 4. P. 1114–1121. https://doi.org/10.1099/ijs.0.000063
  6. Barut D., Enuh B. M., Derkuş B., Güler Ü., Salih B., Aytar Çelik P. The relationship between bacterial outer membrane vesicles and halophilic adaptation // Mol. Omics. 2023. Vol. 19, № 2. P. 174–181. https://doi.org/10.1039/d2mo00259k
  7. Суходолов Н. Г., Иванов Н. С., Подольская Е. П. Новые материалы, полученные методом Ленгмюра-Блоджетт, и их применение в нанотехнологии и приборостроении (гибридные материалы) // Научное приборостроение. 2013. Т. 23, № 1. С. 86–105.
  8. Зубова К. В., Кузнецова В. А., Аль-Альвани А. Ж., Глинская Е. В., Каневский М. В., Глуховской Е. Г. Исследования ленгмюровских монослоев фосфолипидов, выделенных из мембран тест-культуры E. coli K-12 // Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХ. 2021. Т. 6, № 2. С. 68–69.
  9. Brezesinski G., Möhwald H. Langmuir monolayers to study interactions at model membrane surfaces // Advances in colloid and interface science. 2003. Vol. 100. P. 563–584. https://doi.org/10.1016/S00018686(02)00071-4
  10. Кузнецова В. А., Зубова К. В., Глинская Е. В., Глуховской Е. Г. Выделение нативных фосфолипидов бактерий E. coli K-12 и апробация их при формировании монослоев Ленгмюра // Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине. 2021. Т. 3. С. 57–61.
  11. Berenblum I., Chain E. An improved method for the colorimetric determination of phosphate // Biochem J. 1938. Vol. 32, № 2. P. 295–298.
  12. Mayer H., Tharanathan R. N., Weckesser J. Analysis of lipopolysaccharide of Gram-negative bacteria // Meth. Microbiol. 1985. Vol. 18. P. 157–207. https://doi.org/10.1016/S0580-9517(08)70475-6
  13. Smirnova A. I., Giricheva N. I., Soldatova K. M., Ezhov A. V., Glukhovskoy E. G., Usol’tseva N. V. Phthalocyanine and porphyrin derivatives of А3B-type: Quantum-chemical modeling of dimmers // Liq. Cryst. and their Appl. 2021. Vol. 21, №1. P. 50–60. https://doi.org/10.18083/LCAppl.2021.1.50
  14. Wang Y., Shen J., Meng F., Lu Z., Lv F., Zhou L., Zhao H. Effects of monolauroyl-galactosylglycerol on membrane fatty acids and properties of Bacillus cereus // Applied Microbiology and Biotechnology. 2023. Vol. 107. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/s00253-023-12567-4
  15. Boudjemaa R., Cabriel C., Dubois-Brissonnet F., Bourg N., Dupuis G., Gruss A., Sandrine L.-F., Romain B., Marie-Pierre F.-A., Steenkeste K. Impact of bacterial membrane fatty acid composition on the failure of daptomycin to kill Staphylococcus aureus // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2018. Vol. 62, № 7. P. 10. https://doi.org/10.1128/aac.00023-18
  16. Андрюков Б. Г., Сомонова Л. М., Тимченко Н. Ф. Жирные кислоты как объект исследования температурных адаптационных стратегий микроорганизмовпсихрофилов // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2015. Т. 3, № 61. С. 43–49.
  17. Begletsova N. N, Mironyuk V. N., Ezhov A. V., Smirnova A. I., Usoltseva N. V., Glukhovskoy E. G. Features of formation of Langmur monolayers of porphyrin derivatives on the surface of aqueous solutions of copper nanopartickes // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. Vol. 1697. P. 012118. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1697/ 1/012118
  18. Шипко Е. С., Дуванова О. В. Изменение спектра жирных кислот как один из механизмов адаптации/ персистенции микроорганизмов // Журн. микробиол. 2019. Т. 5. С. 109–118.
  19. Choma C., Clavel T., Dominguez H., Razafi ndramboa N., Soumille H., Nguyen-the C., Schmitt P. Effect of temperature on growth characteristics of Bacillus cereus TZ415 //International Journal of Food Microbiology. 2000. Vol. 55, № 1-3. P. 73–77. https://doi.org/10.1016/S0168-1605(00)00197-5
  20. Valero A., Pérez-Rodríguez F., Carrasco E., FuentesAlventosa J. M., García-Gimeno R. M., Zurera G. Modelling the growth boundaries of Staphylococcus aureus: Effect of temperature, pH and water activity // International Journal of Food Microbiology. 2009. Vol. 133, № 1–2. P. 186–194. https://doi.org/10.1016/j. ijfoodmicro.2009.05.023
  21. Lee S., Choi K. H., Yoon Y. Effect of NaCl on biofi lm formation of the isolate from Staphylococcus aureus outbreak linked to ham // Korean Journal for Food Science of Animal Resources. 2014. Vol. 34, № 2. P. 257. https://doi.org/10.5851/kosfa.2014.34.2.257
  22. Raevuori M., Genigeorgis C. Effect of pH and sodium chloride on growth of Bacillus cereus in laboratory media and certain foods // Applied Microbiology. 1975. Vol. 29, № 1. P. 68–73. https://doi.org/10.1128/am.29.1.68- 73.1975
  23. Qassime M. M., Goryacheva V. A., Al-Alwani A. J., Lugovitskaya T. N., Shipovskaya A. B., Glukhovskoy E. G. A studying of subphase temperature and dissolved ascorbic acid concentration infl uence on the process of Langmuir monolayer formation // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2018. Vol. 1124, № 3. P. 031010. https://doi.org/10.1088/1742- 6596/1124/3/031010
  24. Naveen K., Lei W., Igor S., Michel D., Frieder M. Salt dependent stability of stearic acid Langmuir–Blodgett fi lms exposed to aqueous electrolytes // Langmuir. 2013. Т. 29, № 17. С. 5150–5159. https://doi.org/10.1021/la400615j
Поступила в редакцию: 
22.11.2023
Принята к публикации: 
02.02.2024
Опубликована: 
31.05.2024
Краткое содержание:
(загрузок: 19)