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非核糖体环脂肽brevicidine抗大肠杆菌的作用机制研究

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【作者】 钟欣益赵兴洪殷中琼

【机构】 四川农业大学动物医学院天然药物研究中心

【摘要】 [目的]本试验旨在探究非核糖体环脂肽brevicidine对大肠杆菌的抗菌机制。[方法]首先通过微量肉汤稀释法测定brevicidine对大肠杆菌CVCC3749的最小抑菌浓度,并通过平板计数测定其杀菌曲线;通过扫描电镜观察brevicidine对大肠杆菌形态的影响;使用荧光探针氮苯基-1-萘胺(N-Phenyl-l-Napthylamine,NPN)、碘化丙啶(propidiumiodide,PI)、DiSC3(5)、刃天青以及增强型ATP检测试剂盒和活性氧检测试剂盒,检测brevicidine对大肠杆菌CVCC3749细胞膜通透性、膜电位、NADH含量、ATP和活性氧水平的影响;最后,测定了brevicidine与不同浓度的革兰氏阴性菌膜脂成分脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、磷脂酰甘油(Phosphatidylglycerol,PG)、心磷脂(cardiolipin,CL)、磷脂酰乙醇胺(Phosphatidyl ethanolamine,PE)混合后的MIC值,并通过等温量热滴定仪测定其与LPS、PG、CL的结合常数,测定了其靶点亲和力。[结果] Brevicidine对大肠杆菌CVCC3749 MIC为1μM,且1、2、4 MIC brevicidine在4h内,能够快速杀死大肠杆菌CVCC3749;经1 MIC brevicidine处理15 min的大肠杆菌形态不规则且有不同程度的皱缩,处理120 min后,大部分大肠杆菌被裂解;0.5、1、2 MIC brevicidine处理对大肠杆菌CVCC3749细胞膜通透性无影响,值得注意的是处理后细胞膜电位水平升高、NADH含量升高、ATP水平下降、活性氧水平升高,且呈剂量效应关系;brevicidine与0-128μg/mL LPS、PG、CL混合后,MIC呈随化合物浓度呈剂量依赖性增加,而与128μg/mL PE混合后其MIC保持不变;同时,brevicidine与LPS、CL和PG的结合常数kD值分别为1.79*10-6、1.56*10-7和1.70*10-7mol/L。[讨论]抗生素耐药危机日趋严峻,迫切需要开发具有新型作用机制的抗生素用于兽医临床。LPS、PE、PG和CL是革兰氏阴性菌细胞被膜的主要成分,是筛选新抗生素的潜在靶点[1],其中,brevicidine的作用靶点PG和CL与细胞形状和呼吸链密切相关[2],本研究结果表明,brevicidine可与LPS、PG、CL结合,具有多个作用靶点的特性,有利于遏制细菌耐药性的产生,对细菌耐药性防控具有重要意义。[结论] Brevicidine通过与革兰氏阴性菌细胞被膜成分LPS、PG、CL相互作用,耗散其质子动力,抑制NADH脱氢和ATP合成,并导致活性氧累积,从而发挥其良好的抗革兰氏阴性菌活性。

  • 【会议录名称】 中国畜牧兽医学会兽医药理毒理学分会第十三次全国会员代表大会暨第十七次学术研讨会论文集
  • 【会议名称】中国畜牧兽医学会兽医药理毒理学分会第十三次全国会员代表大会暨第十七次学术研讨会
  • 【会议时间】2023-10-15
  • 【会议地点】中国广西南宁
  • 【分类号】S859.7
  • 【主办单位】中国畜牧兽医学会兽医药理毒理学分会
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