Поиск бактериофагов B. pumilus sensu lato, обладающих перспективными антибактериальными ферментами
Year: 2024
Type: conference-paper
Abstract: Бактериофаги и их литические ферменты считаются многообещающими антибактериальными агентами. Многие исследования демонстрируют способность фагов и их белков уничтожать, частично или полностью, бактериальные биоплёнки и споры. Фаги и их компоненты также отличаются высокой селективностью по сравнению с обычными антибактериальными средствами и поэтому могут эффективно применяться в медицине, где целью является контроль определенных штаммов или видов бактерий. Недавно был охарактеризован новый бактериолитический фермент из бактериофага B. pumilus – гидролаза клеточной стенки бактерий Ply67 [1]. Фермент обладает рядом выдающихся свойств, таких как споролитическая активность, стабильность в широком диапазоне температур и значений pH, а также широкая специфичность и активность в отношении спор видов группы B. cereus. Таким образом, мы предполагаем, что бактериофаги группы B. pumilus могут представлять интерес как источник новыхбактериолитических ферментов.Вид B. pumilus sensu stricto (ss), входит в группу B. pumilus, также известную как B. pumilus sensu lato (sl), наряду с близкородственными видами B. safensis, B. altitudinis, B. xiamenensis, B. zhangzhouensis и B. australimaris.Группа видов Bacillus pumilus обладает высокой устойчивостью к экстремальным условиям, таким как H2O2-опосредованный окислительный стресс, высокая концентрация соли, УФ, высокоскоростные ускорения и ионизирующее излучение. B. pumilus s.l. споры могут оставаться жизнеспособными в суровых условиях, имитирующих поверхность Марса. B. safensis и B. pumilus s.s. были обнаружены на месте сборки космического корабля Phoenix, который использовался для исследования поверхности Марса в 2008 году. Из-за высокой жизнеспособности B. pumilus s.l. широко используются в качестве эталонных микроорганизмов при определении эффективных доз облучения для целей стерилизации [2].Целью данной работы стал поиск бактериофагов B. pumilus s.l., синтезирующих перспективные бактериолитические ферменты.Источниками фагов служили пробы земли разных городов Тульской области. После совместного культивирования бактерий с супернатантами образцов почв, были выделены два фага vB_BpS_NMSK и vB_BpS_BLKV. После трех пассажей на газонах B. pumilus были получены лизаты фагов с высоким титром и экстрагирована геномная ДНК. Выделенная ДНК была секвенирована с помощью технологии illumina. Последовательность генома собрана с помощью SPAdes v. 3.11.1. Аннотация проведена с помощью онлайн-серверов BLAST (NCBI) и HHpred.На газонах чувствительного штамма оба фага образовывали прозрачные крупные бляшки, окруженные мутными кольцами, которые продолжали расширяться с течением времени (рис. 1). Считается, что такие ореолы могут возникать из-за деградации полисахаридов слизистых слоёв бактерий, опосредованной деполимеразами бактериофагов [3, 4, 5]. Благодаря меньшему размеру ферменты диффундируют в мягком агаре быстрее фагов и разрушают капсулы бактерий.В геномах vB_BpS_NMSK и vB_BpS_BLKV были обнаружены гены, кодирующие деполимеразы суперсемейства Pectin_lyas_fold (код InterPro: IPR012334) (gp28 и gp31 в геномах vB_BpS_BLKV и vB_BpS_NMSK соответственно). Gp28 содержит домен Pectate_lyase_SF_prot (IPR024535) в своей N-концевой части и домен Beta_helix (IPR039448) на C-конце, тогда как Gp31 имеет только домен Beta_helix в его C-концевой области. Анализ HHpred выявил высокое сходство Gp28 и Gp31 с доменами и белками суперсемейства Pectinlyase-like (SCOPe ID: b.80.1): значения вероятностей 99,81% и 99,7% соответственно, были получены для выравнивания с рамногалактуроназой A Aspergillus aculeatus (SCOPe ID: d1rmga_). Пектинлиазоподобные последовательности и бета-спирали типичны для фаговых деполимераз, описанных в других исследованиях [3, 6, 7, 8, 9], что согласуется с наличием ореолов, окружающих негативные колонии vB_BpS_NMSK и vB_BpS_BLKV (рис. 1).Выравнивание аминокислотных последовательностей деполимераз vB_BpS_NMSK и vB_BpS_BLKV по BLASTp показало, что белки идентичны друг другу на 29,73% при охвате 99%. Существенные отличия друг от друга Gp28 и Gp31, дают основания ожидать, что эти два фермента будут значительно различаться по своим ключевым характеристикам, таким как сродство к бактериальному гликокаликсу, специфичности к субстратам и т.д.Гомологи этих белков, по данным BLASTP, обнаружены только внутри рода Andromedavirus, и, как нам известно, не были изучены. Мы полагаем, что деполимеразы vB_BpS_NMSK и vB_BpS_BLKV могут иметь высокий потенциал для борьбы со штаммами – контаминантами, формирующими биоплёнки.
Authors: А.В. Скорынина, Э.Г. Пилигримова, О.А. Казанцева, А.М. Шадрин
Language: Russian
Subfield: Virology
Field: Immunology and Microbiology
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W4405482993