Məlumat

Məməli hüceyrələrində bakteriofaq lizisi

Məməli hüceyrələrində bakteriofaq lizisi



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mən bakteriofaqlar haqqında çoxlu məqalələr oxumuşam (məsələn, lambda fagı1) genləri məməlilərin hüceyrələrinə köçürmək üçün istifadə olunur, lakin bakteriyalarda lizis baş versə də, heç birində hüceyrələrin hər hansı bir lizisindən bəhs edilmir. Təbii ki, hüceyrənin öldürülməsi gen transferinin məqsədinə çatacaq, amma bakteriofaq niyə məməli hüceyrələrini öldürmür? Məməli hüceyrələrinin faglarla parçalanması ilə bağlı hər hansı araşdırma aparılıbmı?


Bakteriofaq

A bakteriofaq ( / b æ k ˈ t ɪər i oʊ f eɪ dʒ / ), qeyri-rəsmi olaraq da tanınır faq ( / ˈ f eɪ dʒ / ), bakteriya və arxeyalarda yoluxan və təkrarlanan virusdur. Termin "bakteriya" və yunan φαγεῖν (fagein), “yemək” mənasını verir. Bakteriofaqlar DNT və ya RNT genomunu əhatə edən zülallardan ibarətdir və sadə və ya mürəkkəb strukturlara malik ola bilər. Onların genomları dörd geni (məsələn, MS2) və yüzlərlə geni kodlaya bilər. Faqlar, genomlarının sitoplazmasına yeridildikdən sonra bakteriya daxilində çoxalırlar.

Bakteriofaqlar biosferdə ən çox yayılmış və müxtəlif varlıqlardan biridir. [1] Bakteriofaqlar hər yerdə yayılmış viruslardır, bakteriyaların mövcud olduğu hər yerdə tapılır. Planetdə 10 31-dən çox bakteriofaq olduğu təxmin edilir ki, bu da Yerdəki bütün digər orqanizmlərdən, o cümlədən bakteriyalardan çoxdur. [2] Viruslar dünya okeanının su sütununda ən çox rast gəlinən bioloji varlıqdır və prokaryotlardan sonra biokütlənin ikinci ən böyük komponentidir, [3] burada səthdəki mikrob həsirlərində hər millilitrdə 9x10 8 virion aşkar edilmişdir. [4] və dəniz bakteriyalarının 70%-ə qədəri faglarla yoluxa bilər. [5]

Faqlar 20-ci əsrin sonlarından antibiotiklərə alternativ olaraq keçmiş Sovet İttifaqında və Mərkəzi Avropada, eləcə də Fransada istifadə olunur. [6] [7] Onlar bir çox bakteriyanın çoxlu dərmanlara davamlı suşlarına qarşı mümkün terapiya kimi qəbul edilir (bax faj terapiyası). [8] Digər tərəfdən, fajlar İnoviridae sətəlcəm və kistik fibrozda iştirak edən biofilmləri çətinləşdirdiyi və bakteriyaları xəstəlikləri aradan qaldıran dərmanlardan qoruduğu, beləliklə, davamlı infeksiyaya kömək etdiyi göstərilmişdir. [9]


Hüceyrə lizisi və zülal ekstraksiyasına ümumi baxış

Bütün hüceyrələrdə plazma membranı, hüceyrə tərkibini hüceyrədənkənar mühitdən ayıran bir maneə meydana gətirən zülal-lipid iki qatı var. Plazma membranını təşkil edən lipidlər amfipatikdir, hidrofilik və hidrofobik hissələrə malikdir və özbaşına birləşərək qapalı bimolekulyar təbəqə əmələ gətirirlər. Membran zülalları hidrofobik nüvəni əhatə edən bir və ya daha çox domen tərəfindən yerində saxlanılan lipid iki qatına yerləşdirilir. Bundan əlavə, periferik zülallar inteqral membran zülalları və ya qütb lipid baş qrupları ilə qarşılıqlı əlaqə yolu ilə iki qatın daxili və ya xarici səthini birləşdirir. Lipid və zülal tərkibinin təbiəti hüceyrə növünə və orqanizmin növünə görə dəyişir.

Hüceyrə membranının quruluşu. Hüceyrənin xarici plazma membranından ibarət lipid ikiqatının təsviri.

Heyvan hüceyrələrində plazma membranı hüceyrə tərkibini ətraf mühitdən ayıran yeganə maneədir, lakin bitki və bakteriyalarda plazma membranı da sərt hüceyrə divarı ilə əhatə olunmuşdur. Bakterial hüceyrə divarları peptidoqlikandan ibarətdir. Maya hüceyrə divarları iki qat ß-qlükandan ibarətdir, daxili təbəqə qələvi şəraitdə həll olunmur. Bunların hər ikisi karbohidrat mannanla zəngin olan xarici qlikoprotein təbəqəsi ilə əhatə olunmuşdur. Bitki hüceyrə divarları bir neçə qat sellülozadan ibarətdir. Bu tip hüceyrədənkənar maneələr hüceyrələrə forma və sərtlik verir. Bitki hüceyrə divarları xüsusilə güclüdür, bu da onları mexaniki və ya kimyəvi cəhətdən pozmağı çox çətinləşdirir. Son vaxtlara qədər maya hüceyrələrinin səmərəli lizisi şüşə muncuqlardan istifadə etməklə mexaniki pozulma tələb edirdi, halbuki bakterial hüceyrə divarları bu digər hüceyrə növləri ilə müqayisədə ən asan qırılır. Heyvan hüceyrələrində hüceyrədənkənar divarın olmaması onların parçalanmasını nisbətən asanlaşdırır.

Protein nümunəsinin hazırlanması üçün universal protokol yoxdur. Nümunə hazırlamaq protokolları nümunənin mənbəyi və ya nümunə növü, zülalların kimyəvi və struktur heterojenliyi, maraq doğuran zülalın hüceyrə və ya hüceyrəaltı yerləşməsi, tələb olunan protein məhsuldarlığı (aşağı axınından asılıdır) kimi bir neçə amili nəzərə almalıdır. proqramlar) və təklif olunan aşağı axın proqramları. Məsələn, sidik və ya plazma kimi bədən mayeləri artıq aşağı enzimatik aktivliyə malik az və ya çox homojen protein məhlullarıdır və bu nümunələrdən zülal əldə etmək üçün yalnız kiçik manipulyasiya tələb olunur. Bununla belə, toxuma nümunələri toxuma arxitekturasını parçalamaq, enzimatik fəaliyyətə nəzarət etmək və zülalları həll etmək üçün geniş manipulyasiya tələb edir.

Təcrid olunmuş zülalın keyfiyyəti və ya fiziki forması müəyyən aşağı axın tətbiqləri üçün zülalların çıxarılması zamanı da vacib bir məsələdir. Məsələn, funksional fermentlə əlaqəli immunosorbent analizi (ELISA) və ya kristalloqrafiya kimi tətbiqlər təkcə bütöv zülalları deyil, həm də funksional olaraq aktiv olan və ya 3D strukturunu saxlayan zülalları tələb edir.

Nümunələrin toplanması üçün protein mənbələrinin nümunələri. Zülallar aşağıdakılar da daxil olmaqla bir çox mənbədən əldə oluna bilər: məməli hüceyrə mədəniyyətləri, toxumalar və ya bədən mayeləri kimi model sistemdə həddindən artıq ekspressiya kimi yerli mənbələr, bakteriya, maya, həşərat və ya məməli hüceyrələri kimi kənd təsərrüfatı biotexnologiyasında istifadə edilən hibridoma hüceyrələrindən və ya bitki hüceyrələrindən monoklonal antikorlar .


FAQ KOMPONENTLƏRİNİN İSTİFADƏSİ

Profilaktik agentlər kimi

Yuxarıda müzakirə olunduğu kimi bakteriofaqlar tərəfindən bakterial infeksiyaların diaqnostikasında və müalicəsində faq terapiyasının ağlabatan uğuruna baxmayaraq, paralel olaraq bakteriofaq komponentlərinin əsasən profilaktika məqsədilə istifadəsində irəliləyiş var. Əvvəlcə Alexander Fleming (Fleming 1922) tərəfindən kəşf edilmiş lizozimlər təbiətdə hər yerdə mövcuddur və məməlilərdə faqla əlaqələndirilir. Lizozimlər, peptidoqlikandakı dörd əsas bağdan birinin hidrolizi ilə hüceyrə divarlarını xaricdən parçalamaq qabiliyyətinə görə qram-müsbət bakteriyaları öldürmək üçün profilaktik vasitə kimi onilliklər ərzində istifadə edilmişdir, bu da daxili membranın hipotonik partlaması və sızma ilə nəticələnir. hüceyrədaxili komponentləri məhv edir və bununla da hüceyrə ölümünə səbəb olur. Fəqli, o cümlədən müxtəlif mənbələrdən olan lizozimlər pivə sənayesində, qatıq və digər süd məhsullarında əlavə olaraq istifadə edilmişdir. Aşağıda müzakirə edildiyi kimi, fajla kodlanmış lizozimlər iki növdür: (1) bakterial ev sahibinin infeksiyasından sonra fag litik böyüməsi zamanı fag tərəfindən istehsal olunan və faj nəslinin hissəciklərinin sərbəst buraxılmasına kömək etmək üçün hüceyrə divarını içəridən parçalayan endolizin və (2) ) fag quyruğu ilə əlaqəli murein litik fermentləri (TAME), fagın ev sahibinə adsorbsiyasından sonra hüceyrə divarı bağlarını xaricdən hidroliz edə bilər.

Pivə istehsalı sənayeləri fermentasiya sistemləri ilə bağlı problemlərlə üzləşirlər, çünki havadakı bakteriyalar onları tez-tez çirkləndirir. Bakterial çirklənmə pivəni bulanıq, aromatik, iyrənc və ya iyrənc edə bilər. Ən çox görülən çirklənmələr laktik turşu istehsal edən qram-müsbət bakteriyalardır (LactobacillusPediokokk) və sirkə turşusu istehsal edən qram-mənfi bakteriyalar (Asetobakter). Xarab, sirkə turşusu və laktik turşuların, digər əlavə məhsullarla yanaşı, şəkərdən bakteriyalar tərəfindən hazırlanmasından irəli gəlir. Fermentasiya zamanı pH-ı aşağı saxlamaq, beləliklə, pivə istehsalını asanlaşdırmaq və "malolaktik turşu" istehsalı ilə turşuluğu azaltmaq üçün laktik turşu istehsal edən bakteriyaların müəyyən miqdarda müəyyən edilmiş xüsusi ştammlarına icazə verilir. Şərab istehsalında arzuolunmaz çirklənmələr mütəmadi olaraq sanitar qaydalara riayət etməklə aradan qaldırılır. Əslində, birbaşa lizozim əlavəsi qatıq, tofu, pendir və sake kimi qidaların saxlanması üçün qoruyucu kimi çıxış edir (Larson 2005).

Bu yaxınlarda faj endolizinlərinin əlavə edilməsinin qram-müsbət bakteriyaların geniş spektrinə qarşı qorunduğu göstərilmişdir. Mikrob çirklənməsi nəzərdə tutulursa, lizozim laktik turşu bakteriyalarını öldürmək üçün istifadə olunur. Əslində, son məhsula lizozim əlavə edilə bilər. Temperatur, pH və s. kimi amillərdən asılı olaraq, lizozim əlavə edildikdən dərhal sonra işə başlayır və bakteriyaları bir anda öldürür. Pivədəki lizozim ən azı 6 ay müddətində 50% aktiv olaraq qalır. Pivədə olan lizozim pivənin fiziki və hissiyyat xüsusiyyətlərinə minimal təsir göstərir (Feeney and Nagy 1952 Daeschel et al. 1991 Landschoot 2005 Waite and Daeschel 2007).

Müalicəvi agentlər kimi

Lakin son zamanlarda məməlilərin infeksiyalarının müalicəsi üçün lizozimlər hazırlanır. Bakteriya sahiblərindən nəsil hissəciklərini buraxmaq üçün fag tərəfindən istifadə olunan endolizin hüceyrəni içəridən parçalayaraq hərəkət edir. Bu, holin adlanan başqa bir faq məhsulunun daxili membranda məsamələr yaratmasından sonra baş verir ki, bunun vasitəsilə lizozimlər membrandan keçib hüceyrə divarına çata bilər (Wang et al. 2003). Bununla belə, peptidoqlikanı parçalayan fermentlər bakteriya hüceyrə divarlarını həzm etmək qabiliyyətinə malikdir. Fajla kodlanmış endolizinlər, növ və ya cinsə xüsusi qaydada istisna olmaqla, bunu dəqiq şəkildə yerinə yetirirlər (Nelson et al. 2001 Fischetti 2010). Fajla kodlanmış endolizin adətən xaricdən yalnız müvafiq ev sahibini lizisiya edə bilir. Bu yaxınlarda, fagla kodlanmış saf lizozimlərin hüceyrə divarının lizis vasitəçiliyi ilə öldürücü fəaliyyəti, digərləri arasında, Fischetti və həmkarları, Loessner və həmkarları tərəfindən maksimum səviyyədə uğurla istifadə edilmişdir. Bakteriofaq terapiyasındakı cari artım kimi, infeksiyanın endolizin vasitəçiliyi ilə müalicəsinin inkişafı klinikalarda antibiotiklərə davamlı bakteriyaların meydana çıxması ilə əlaqədardır. Endolizinlər peptidoqlikanın həzm edilməsi və daxili sitoplazmatik membranın genişlənməsi və sonrakı hipotonik lizisi ilə hüceyrədə xaricdən dəliklər yaradır.

İnsan infeksiyalarının əksəriyyəti selikli qişalardan başlayır, sonra onların kolonizasiyası baş verir ki, bu da adətən bir çox patogenlərin anbarıdır. Mukozal kolonizasiyanın qarşısını alan çox az sayda antiinfeksiya agentləri məlumdur. Buna baxmayaraq, cəmiyyətdə, xəstəxanalarda və qocalar evlərində selikli qişaların bakterial yükünü azaltmaq mümkün olsa, xəstəliklərin tezliyi çox güman ki, azalacaq. Daha dəqiq desək, belə hallarda endolizinlərin çox təsirli olacağı gözlənilir. İndi spesifik endolizinlərin qram-müsbət bakteriyaları çox effektiv şəkildə öldürdüyü müəyyən edilmişdir (Nelson et al. 2001 Loeffler et al. 2003). Maraqlıdır ki, endolizinlər hüceyrə divarının substratlarına çox sıx bağlanır və beləliklə, hüceyrə divarının effektiv lizisini yaratmaq üçün bir neçə hüceyrə divarı bağlarını bağlamaq və hidroliz etmək üçün çoxlu molekulların tələb olunan dövriyyə sayına malik deyillər (Loessner et al. 2002 Jervis et al. 2005) . ilə şifahi kolonizasiya heyvan modeli hazırlanmışdır Streptococcus pyogenes, pnevmokoklu burun modeli və B qrupu streptokokları olan vaginal model. Bu tədqiqatlar, məsələn, nanoqram miqdarda endolizin öldürdüyünü göstərdi S. pyogenes Lizozim müalicələrindən sonra 2-4 saat ərzində 106 dəfə. Endolizin vasitəçiliyi ilə hüceyrələrin öldürülməsi ilə mübarizədə bütün mövcud müvəffəqiyyətlər yalnız qram-müsbət bakteriyalara aiddir, çünki kənardan əlavə olunan ferment hüceyrə divarının peptidoqlikana daxil ola bilir. Qram-mənfi bakteriyalar isə lizozimin fəaliyyətinə sterik şəkildə müdaxilə edən xarici membrana malikdir və beləliklə, lizozim vasitəçiliyi ilə hüceyrənin öldürülməsi ümumiyyətlə səmərəsiz olur. Bununla belə, bu yaxınlarda T4 lizoziminin amin terminalına birləşmiş pestisinin FyuA-əlaqədar domenini ehtiva edən struktur olaraq hazırlanmış faq lizozimi qram-mənfi patogenlərə qarşı ümidverici nəticələr vermişdir (Lukacik et al. 2012).

İmmunitet və Müqavimət

İstər bakteriofaq terapiyasında, istərsə də birbaşa lizozim (fag və ya hər hansı digər mənbə) terapiyasında həmişə belə yad cisimlərin və ya zülalların sistematik şəkildə istifadə edildikdə neytrallaşdırıcı anticisimləri inkişaf etdirəcəyindən və beləliklə də gələcəkdə onların antibakterial təsirinə mane olacağından həmişə qorxulu olub. Bununla belə, aşkar edilmişdir ki, yüksək immun zərdab yavaşlayır, lakin pnevmokoklara xas olan endolizinlərin bakteriolitik fəaliyyətini blok etmir (Loeffler et al. 2001). Endolizin müalicəsinin digər narahatçılığı onun tətbiqindən sonra qısa dövriyyə müddəti idi (Loeffler et al. 2001). Lakin bu məsələ lizozim molekullarının çox sürətli təsir müddətinə görə müalicəyə təsir etməmişdir. Həm antibiotik, həm də faj terapiyasında başqa bir əsas narahatlıq davamlı patogen suşların artması fenomenidir. Maraqlıdır ki, laboratoriyada endolizinlərə qarşı davamlı mutantlar yaratmaq üçün edilən hər cəhd indiyədək uğursuz olmuşdur (Loeffler et al. 2001). Baxmayaraq ki, bu, lizozim terapiyasının potensialına daha çox inam verir, biz qeyd edirik ki, antibiotik terapiyasına sızmış antibiotik müqavimət elementlərinin çoxu, yanal gen transferi ilə təbii mühitdən bakteriyaya qarşı müqavimət elementləri əldə etməsidir.

Bitki Hüceyrə Mədəniyyətlərində Bakterial Çirklənmənin Müalicəsi üçün Lizozimin İstifadəsi

Hətta yumurta ağının lizozimi azaldılması üçün uğurla istifadə edilmişdir Bacillus circulansSphingomonas paucimobilis in vitro tumurcuq kulturalarının heyva və hibrid anaçların infeksiyası (Marino et al. 2003). Lizozim tumurcuqların böyüməsinə mənfi təsir göstərməsə də, optimal şəraitdə onun aradan qaldırılmasında təsirli olmuşdur. B. circulans heyva tumurcuqları və hibrid anaç kulturalarında və bakteriostatik təsir göstərir S. paucimobilis. Bu nəticələr göstərir ki, lizozim in vitro tumurcuq mədəniyyətlərinin antibiotik müalicəsini əvəz edə bilər, baxmayaraq ki, o, hər bir bitki bakterial infeksiyasına qarşı təsirli olmaya bilər.

Bakteriofaq quyruğu ilə əlaqəli litik fermentlərin antibakterial terapevtik agentlər kimi istifadəsi

Bir müddətdir ki, peptidoqlikanı parçalayan murein hidrolazlarının bakteriya hüceyrə divarlarını növə xas şəkildə çox effektiv şəkildə parçaladığı məlumdur. Beləliklə, onlar xüsusi patogenlərə qarşı terapevtik agent olmaq potensialına malikdirlər. Son zamanlar bu ideyadan uğurla istifadə olunur. Bu hidrolazlar, yuxarıda müzakirə edildiyi kimi hüceyrə divarının deqradasiyası ilə ev sahibi hüceyrələrdən çıxmaq üçün fag tərəfindən hazırlanmış və istifadə olunan fag kodlu endolizinlərdən fərqlidir. Endolizinlərdən fərqli olaraq murein hidrolazları faj virionlarının quyruqlarının ucunda olur. Quyruğa bağlanan hidrolazaların fag adsorbsiyasından sonra DNT inyeksiyasına kömək etdiyinə inanılır. Bir bakteriya hüceyrəsi çox yüksək çoxillikdə faj hissəcikləri ilə yoluxursa, fag DNT replikasiyasına başlamazdan əvvəl hüceyrə lizis edir. Bu, "xarici lizis" adlanır (Delbruck 1940). Bu quyruq hidrolazaları quyruqlu faqlar arasında az-çox geniş yayılmışdır. Dərmana davamlı insan patogeninin ortaya çıxması ilə motivasiya edilmişdir Staphylococcus aureus, Paul et al. (2011) faq K adlanan geniş ev sahibi diapazonlu stafilokoklara aid xüsusi faqın quyruğunun muralitik fəaliyyətini müəyyən etdi. Bu tədqiqatçılar hüceyrə mədəniyyətində K-kodlaşdırılmış təmizlənmiş hidrolazanın bakteriosid agent kimi effektivliyini göstərdilər. P128 adlı zülal yaratmaq üçün hidrolazanın katalitik domenindən və lizostafin adlı bakteriosinin (Baba və Schneewind 1998) stafilokokal hüceyrə divarını bağlayan domenindən ibarət hibrid zülal yaratmaqla bu zülalın effektivliyi daha da artırıldı. P128-in bakteriolitik fəaliyyəti, substratın spesifikliyinin artması səbəbindən tək hidrolazanın katalitik sahəsindən iki dərəcə yüksək idi. Hibrid artıq metisillinə davamlı eksperimental burun kolonizasiyasında sınaqdan keçirilmişdir S. aureus (MRSA) eksperimental siçovullarda zülalın heyvanların kolonizasiyasında son dərəcə təsirli olduğu göstərilmişdir. Beləliklə, infeksiyaya qarşı əla perspektivli terapevtikdir.


Addım 3: Replikasiya

Bakteriofaq genomunun kodlaşdırdığı fermentlər bakteriyanın makromolekulyar (zülal, RNT, DNT) sintezini dayandırır. Bakteriofaq öz genomunu təkrarlayır və bakteriofaq fermentlərini və bakteriofaq struktur komponentlərini sintez etmək üçün bakteriyanın metabolik mexanizmindən istifadə edir (Şəkil (PageIndex<3>) və Şəkil (PageIndex<4>)).

Şəkil (PageIndex<4>): Litik Bakteriofaqın Litik Həyat Dövründə Gecikmiş Replikasiya. Bakteriofaq komponentlərinin və fermentlərinin istehsalı inkişaf edir.


4. Müzakirə

qarşı fage terapiya inkişaf ildən E. faecalis Bu bakteriyanın [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12] antibiotiklərə davamlı ştammları tərəfindən infeksiyaların effektiv müalicəsinin qurulması üçün vacib görünür və kateterlərdə biofilmin əmələ gəlməsi Bu növün yaratdığı ən çətin tibbi problemlərdən biri olan [13], biz bu yaxınlarda təcrid olunmuş və təsvir edilmiş vB_EfaS-271 bakteriofaqının [26] öldürməkdə effektivliyini yoxlamaq məqsədi daşıyırdıq. E. faecalis Foley silikon kateterlərində əmələ gələn biofilmlərə daxil olan hüceyrələr. Biz tapdıq ki, vB_EfaS-271 belə şəraitdə həyat qabiliyyətli bakteriya hüceyrələrinin sayını səmərəli şəkildə azaltmağa qadirdir (Şəkil 1), onun tibbi praktikada istifadəsinin mümkünlüyünü sübut edir, ya da kateterlərin kolonizasiyasının qarşısını alır. E. faecalis və ya bu tibbi cihazlarda artıq formalaşmış biofilmlərdən bu bakteriyanın məhv edilməsi. Buna baxmayaraq, eksperimental şəraitdə 24 saatlıq inkubasiyadan sonra, xüsusən də yüksək m.o.i. (10) istifadə edilmişdir.

Bakteriofaq vB_EfaS-271-in məməli hüceyrələrinə (BALB/c3T3 siçan fibroblastları) təsirini sınaqdan keçirərkən nə toksiklik, nə də hüceyrə morfologiyasında dəyişikliklər müşahidə oluna bilməyib (Şəkil 2 və Şəkil 3). Bu, araşdırılan faqın məməlilər hüceyrələri üçün təhlükəsiz olduğunu göstərir. Bununla birlikdə, siçan fibroblastlarının qorunmasının effektivliyi E. faecalis faglar tərəfindən aşağı m.o.i-də daha yüksək idi, faja davamlı bakteriyaların görünüşü isə daha yüksək m.o.i-də daha sürətli idi (Şəkil 2). Bu nəticələr bir daha faqlara davamlı bakteriyaların seçilməsinin hüceyrə populyasiyasında nadir infeksiya hadisələri şəraitində deyil, bir bakterial hüceyrənin bir neçə virion tərəfindən yoluxduğu şəraitdə daha təsirli olduğunu göstərdi. Belə bir ssenari, fag davamlı görünüşünün olduğu təcrübələrdə təsdiqləndi E. faecalis 24 saatlıq təcrübələrdə tədqiq edilmişdir (Şəkil 4).

Biz yüksək m.o.i-də vB_EfaS-271-ə davamlı bakteriyaların daha səmərəli seçilməsini təklif edirik. populyasiya dinamikası nəticəsində yarana bilər. Məhz, təkamül nəzəriyyəsinə görə, müəyyən ekoloji şəraitdə hər hansı bir orqanizmin populyasiyasında mutasiyalar təsadüfi olaraq meydana çıxır. Buna görə də, vB_EfaS-271-ə davamlı olduğunu düşünmək lazımdır E. faecalis hüceyrələr müəyyən tezlikdə görünür. Bununla belə, çox güman ki, faja davamlı mutant, həyat qabiliyyətinə malik olsa da, vəhşi tip hüceyrəyə nisbətən bir fizioloji proseslərdə ən azı bir qədər çatışmazlıqdır. Buna görə də, bakteriofaqlar olmadıqda, belə mutantlar vəhşi tipli bakteriyalar tərəfindən böyüyür. Bununla belə, bakteriya hüceyrələrini effektiv şəkildə yoluxdura və öldürə bilən virusların olması halında, faja davamlı mutantlar seçilir və infeksiyaya həssas bakteriyaların əksinə olaraq effektiv şəkildə yayıla bilir. Əgər belədirsə, nə vaxt E. faecalis mədəniyyət yüksək m.o.i-də vB_EfaS-271 ilə yoluxmuşdur. (yəni, hər bir hüceyrənin faqla yoluxması lazım olan şəraitdə) yalnız əvvəllər əmələ gəlmiş faqlara davamlı mutantlar sağ qala bilər və sonra çoxalmış faqlar onları yoluxdura bilmədiyi üçün effektiv şəkildə çoxalırlar. Digər tərəfdən, aşağı m.o.i altında. şəraitdə, bakterial hüceyrə populyasiyasının yalnız kiçik bir hissəsi faj tərəfindən yoluxmuşdur. Buna görə də, təcrübənin əvvəlində faja həssas, yoluxmamış bakteriyalar tərəfindən böyüdülmüş vəhşi tip hüceyrələrə nisbətən ən azı bir başqa xüsusiyyətdə eyni zamanda bir qədər qüsurlu olan əvvəlcədən mövcud olan faja davamlı mutantlar. Yalnız bakteriofaqlar daha çox həssas hüceyrələrdə effektiv şəkildə çoxaldıqda və belə hüceyrələrin sayı kəskin şəkildə məhdudlaşdıqda, faja davamlı mutant yabanı tipli həmkarları ilə səmərəli rəqabət apara bilər və populyasiyada üstünlük təşkil edən bakteriyalar kimi görünə bilər. Belə bir fərziyyə Şəkil 4 C-də təqdim olunan nəticələrlə təsdiqlənə bilər, burada faja davamlı hüceyrələrin bir hissəsi bir keçiddən sonra vB_EfaS-271 faqının iştirakı olmadan düşmüşdür, bu da fag müqavimətinin ən azı bir digər fizioloji xüsusiyyətin zəifliyi ilə müşayiət olunduğunu göstərir. mədəniyyətdə fag olmadıqda bu mutantları daha az rəqabətə davamlı edir. Buna görə də, bərpa edilmiş vəhşi tipli fenotipə malik hər hansı revertant mutantlar yenidən faja davamlı mutantlarla effektiv şəkildə rəqabət aparacaqlar.

Baxmayaraq ki, vB_EfaS-271-ə davamlı mutantların görünüşü bu virusun faq terapiyasında istifadəsində məhdudiyyəti nəzərdə tutsa da, belə mutantların zəif inkişafı və rəqabət qabiliyyətinin aşağı olması faj terapiyasının digər antibakterial müalicə(lər)lə kombinasiyasına səbəb ola bilər. təsirli. Üstəlik, belə zəifləmiş rəqabət qabiliyyəti vB_EfaS-271-ə davamlı olduğunu göstərə bilər E. faecalis mutantlar xəstələrin təbii mikrobiomu ilə aradan qaldırıla bilər.


Struktur bakteriofaqdan

Faqların əsas növlərinin sxematik təsviri
(Şəkil mənbəyi: Mikroorqanizmlərin Brock Biologiyası)

Bakteriofaq strukturları müxtəlifdir, lakin onların əksəriyyəti bəzi ümumi xüsusiyyətlərə malikdir. Məsələn, bakteriofaq T4 Escherichia coli ikosahedral var baş kapsid kimi tanınan təkrar zülal alt bölmələrindən ibarət quruluş. Bu baş quruluşu xətti ikiqat zəncirli viral genomu ehtiva edir.

Faqın strukturu λ (lambda)

Fag genomunun ölçüsü nuklein turşusu zəncirinə görə təxminən 2 ilə 200 kilobaz arasında dəyişir. Faqların nuklein turşusunda nəzərəçarpacaq dəyişkənlik var və bu, ds DNT, ds RNT, ss DNT, ss RNT ola bilər. Ən çox tanınan bakteriofaqlar dsDNT genomlarını ehtiva edir.

T4 bakteriofaqının başı a-ya yapışır spiral quyruq vasitəsilə a yaxa (boyun). Quyruqlarda bir sıra quyruq lifləri və sonunda quyruq sancaqları var. Bu xüsusi şpris kimi strukturlar hüceyrə səthindəki reseptorlara bağlanır. Bütün bakteriofaqlarda “quyruq” quruluşu yoxdur.


Müzakirə

Bakteriofaqların məməlilərin immun sistemi və onun komponentləri ilə qarşılıqlı əlaqəsi məsələsi hələ də dəqiq müəyyən edilməmişdir. Bu cür qarşılıqlı təsirlərin əhəmiyyəti mübahisəsiz olan bakteriofaq terapiyasının inkişafı üçün həlledici ola bilər. İnsan-faq qarşılıqlı təsirinin bütün aspektləri ciddi şəkildə məlum olduqda belə terapiyadan keçə biləcək xəstələrin işə qəbulu daha az məhdudlaşdırıla bilər. Bununla belə, fagların klinik tətbiqləri faj terapiyası ilə məhdudlaşmır. Bakteriofaqlar transplantasiyada da faydalı ola bilər. Onlar alloqreftlə induksiya olunan T hüceyrələrinin və transplanta dözümlülüyü ilə güclü əlaqəli olduğu güman edilən NF-κB nüvə transkripsiya faktorunun aktivləşdirilməsini maneə törədə bilər [40]. Bakteriofaqlar tərəfindən NF-κB aktivliyinin azalması HSV-1 virusunun yaratdığı təsirin əksinədir və bu faktorun aktivləşməsinə kömək etdiyi sübut edilmişdir [1]. Faqların mövcudluğunun greft infiltrasiyasına (mononuklear hüceyrələr və neytrofillər) təsiri də öyrənilmişdir. Transplantasiyadan sonrakı 1-3-cü gündə çıxarılan və araşdırılan dəri transplantasiyası faq və nəzarət qrupları arasında heç bir fərq aşkar etmədi. Lakin sonrakı günlərdə greft infiltrasiyasının intensivliyi hər iki təhlil edilən qrupda fərqli olmuşdur. Transplantasiyadan sonrakı 7-8-ci günlərdə faqlar əsasən mononüvəli hüceyrələrin, həm də qismən neytrofillərin infiltrasiyasını azaldır. İltihabi infiltrasiyanın azaldılması greft zədələnməsinin və ya onun itməsinin qarşısının alınmasında son dərəcə faydalı ola bilər və həmçinin alloqreftlə bağlı T-hüceyrəsinin aktivləşməsi ilə nəticələnə bilər [1].

Molekulyar bioloji texnikanın daimi inkişafı bakteriofaqların indikindən daha əhəmiyyətli tətbiqinə səbəb ola bilər. Bakteriofaqlar intensiv tədqiqat obyekti kimi gələcəkdə insan həyatına böyük təsir göstərə bilər. Fagların genetik modifikasiyalarına əsaslanan fag-göstərmə texnikası onların kapsidlərində yad zülalların göstərilməsinə imkan verir. Bu üsul antigenlər üçün platforma kimi faj kapsidləri olan vaksinlərin hazırlanmasında uğurla istifadə edilmişdir. Əhəmiyyətli odur ki, peyvəndin yaradılması zülalın ölçüsü ilə məhdudlaşmır. Sathaliyawala et al tərəfindən göstərildiyi kimi, bir neçə növ antigen nümayiş etdirən faj hissəcikləri əldə etmək mümkündür. [41] 2006-cı ildə HİV p24, Nef və g41 zülalları üçün. Bu zülallar eyni vaxtda Hoc zülalından məhrum olan T4 fagların kapsidlərində nümayiş etdirildi. In vivo tədqiqatlar göstərdi ki, bu cür vaksinlər güclü humoral və hüceyrə immun cavabı yarada bilər [41-44]. Heyvanların bu peyvəndlərlə müalicəsi yaxşı nəticələr verdiyindən və bu texnikanın zəngin üstünlüklərini nəzərə alsaq, bu, gələcək tədqiqatlar üçün maraqlı bir istiqamət kimi görünür. Faj peyvəndlərinin başqa bir tətbiqi xərçəng əleyhinə immunoterapiyadır. Müəyyən edilmiş şiş antigenləri sonradan immunoloji reaksiyaya səbəb olmaq üçün faj kapsidində göstərilir. Belə bir strategiya, məsələn, 4T1 döş adenokarsinomasının antigenləri ilə istifadə edilmişdir. Peptidlər T7 ​​virionlarında nümayiş etdirildi və siçanlara şifahi olaraq tətbiq olundu və spesifik immun reaksiyaya səbəb oldu. Bu cavab nəticəsində şiş böyüməsi və metastaz inhibə edildi [45]. Xərçəng əleyhinə faj əsaslı peyvəndlərin inkişafı fagların ən mənalı tətbiqlərindən biri kimi görünür. İndiyədək aparılan tədqiqatların yaxşı nəticələri onların davam etdirilməsinin zəruriliyini göstərir.

Bakteriofaqlar da ən məşhur genetik vektorlardan biridir. Genetik üsullara artan marağın genetik modifikasiyalarla əlaqəli biotexnoloji sahələrdə genişlənmiş bakteriofaq tətbiqi ilə nəticələnə bilər.

Molekulyar mühəndisliyin inkişaf etdirilən üsulları da tezliklə müəyyən xüsusiyyətlərə malik fagların layihələndirilməsi və onların istiqamətləndirilmiş şəkildə istifadə edilməsi imkanını da gətirə bilər. 2001-ci ildə Di Giovine et al. [46] bakteriofaq M13 genomuna adenovirusun yapışması və daxililəşdirilməsindən məsul olan bir zülalı kodlayan geni təqdim etdi. Dəyişdirilmiş faqlar məməlilərin hüceyrələrindəki inteqrin reseptorlarını bağlaya və onlara nüfuz edə və ötürülə bilər, lakin onlar nə yayıla, nə də hüceyrə lizisinə səbəb ola bilməzlər. Mümkündür ki, molekulyar biologiyanın gələcək qaçılmaz inkişafı faglar və bakterial olanlardan başqa orqanizmlər arasında qarşılıqlı əlaqənin sərbəst manipulyasiyasına imkan verəcəkdir.

Faj-məməli qarşılıqlı təsirini əhatə edən tədqiqatlar, həmçinin fərdi zülalların normal və xərçəng hüceyrələrinin bioloji aktivliyinə təsirini əhatə edir. İmmunoloji nöqteyi-nəzərdən xüsusilə maraqlı, immunoqlobulinə bənzər bir sahəyə malik olan T4 bakteriofaqının bu yaxınlarda təsvir edilmiş Hoc proteinidir. İmmunoqlobulin superfamiliyasına (IgSF) məməlilərin immun sistemində fundamental əhəmiyyət kəsb edən üzvləri daxil olduğundan, onun domenləri və Hoc protein domenlərinin oxşarlığı əhəmiyyətli ola bilər [47]. Bundan əlavə, təhlillər göstərir ki, bir çox faq peptidləri prokaryotik homoloqlara nisbətən eukaryotiklərlə daha sıx ardıcıllıqla oxşarlıq nümayiş etdirir [48] ki, bu da fag-məməli qarşılıqlı əlaqəni nəzərdən keçirərkən böyük əhəmiyyət kəsb edə bilər.

Məməli hüceyrələrinin miqrasiyasına fag təsirinin son dərəcə vacib görünməsinə baxmayaraq, bu problemlə bağlı etibarlı və zəngin məlumat yoxdur. Melanoma hüceyrələrinin miqrasiyasının maneə törədilməsi və bunun nəticəsində şişin faglar tərəfindən yayılmasının qarşısının alınması bu fenomenin böyük əhəmiyyət kəsb edə biləcəyinə sübutdur. Laboratoriyamızda faqların melanoma hüceyrələrinin metastatik miqrasiyasına təsirinin öyrənilməsi davam etdirilmişdir. Bu yaxınlarda biz həmçinin insan immun hüceyrələrinin, yəni qranulositlərin, mononüvəli hüceyrələrin və həmçinin insan lösemi toxumasının miqrasiyasına faqların təsiri ilə bağlı tədqiqatlar aparmışıq. Tədqiqatlara əvvəllər tədqiq edilmiş T ailəsinin faq preparatları, həmçinin terapiya mərkəzimizdə xəstələrin stafilokokk və psevdomonal infeksiyalarının müalicəsində istifadə olunan preparatlar daxildir. Biz həmçinin T ailəsinin faq zülallarının bioloji xassələrini öyrənmişik ki, bu da bizim fikrimizcə son dərəcə vacib və bizim məlumatımız üçün qabaqcıl tədqiqat istiqamətidir. Qeyd etmək lazımdır ki, virionların çoxalması səbəbindən faj preparatlarında bakterial lizizdən sonra meydana gələn müəyyən miqdarda bakterial endotoksinlər var. Protein məhlulundan endotoksinin tam çıxarılması daha əvvəl təsvir edilmişdir [49]. Bununla belə, bu cür prosedurlar nəzərəçarpacaq dərəcədə faq itkisinə səbəb olur və buna görə də məhdud praktiki dəyər ola bilər. LPS yüksək immunogendir və onun immun sisteminə təsiri fagların fəaliyyəti ilə yanaşı nəzərə alınmalıdır. Qranulositlərlə əvvəlcədən inkubasiya edilmiş T4 bakteriofaqının (1 saat) PBS qrupu ilə müqayisədə hüceyrə miqrasiyasının bir qədər stimullaşdırılmasına səbəb olduğunu müşahidə etdik. Bununla belə, bu təsir LPS-dən daha güclü idi və fajlar lipopolisakkaridin inhibə edici təsirini boğdu. HAP1 bakteriofajı qranulositlərin miqrasiyasının inhibəsinə LPS-dən bir qədər zəif səbəb oldu (məlumatlar göstərilmir). Bu məsələnin böyük əhəmiyyətini və təsvir olunan qarşılıqlı əlaqə ilə bağlı az (əgər varsa) məlumatı nəzərə alaraq, bu tədqiqat istiqamətinin əvəzolunmaz olduğuna inanırıq.

Məməli orqanizminə daxil olan bakteriofaqlar ona kifayət qədər sərbəst şəkildə nüfuz edə bilər. Onlar tətbiq üsulundan asılı olmayaraq, demək olar ki, qan dövranına daxil ola bilirlər [50-55]. Son tədqiqatlar göstərdi ki, bakteriofaqlar bağırsağın immun hüceyrələrini (enterositlər, M hüceyrələri və xüsusilə dendritik hüceyrələr) istismar edərək bağırsaq divarını keçə bilər [56]. Dendritik hüceyrələrlə qarşılıqlı əlaqə və onların hərəkətlərinin aşağı tənzimlənməsi bağırsaq zədələrinə səbəb olan iltihabın qarşısını almaqda əhəmiyyətli ola bilər. İnsan/heyvan toxumaları ilə asan və birbaşa təmas, daxil edilmiş virionlar və məməlilər hüceyrələri arasında bütün mümkün qarşılıqlı əlaqənin dar çərçivəyə salınmasının zəruriliyini nəzərdə tutur. Maraqlanan ən vacib sahələrdən biri, faj təmaslarının ilk hədəfi olan immunoloji sistem kimi görünür. Müasir tibb və biotexnologiyada bu virusların əhəmiyyətinin artması ilə əlaqədar olaraq, bakteriofaqların məməlilərin, xüsusən də insanların immun sisteminin hüceyrələri ilə qarşılıqlı əlaqəsi haqqında məlumatların az olması problem kimi görünür. İnanırıq ki, bu cür qarşılıqlı əlaqənin bütün aspektlərini və bakteriofaqların heyvan/insan immun sisteminə təsirini izah etmək əvəzsizdir və tədqiqatın bu istiqaməti əsasdır.


Məqsədinizə uyğun zondunuzu tapmaq üçün bioaktiv kiçik molekul kəşfiyyatçımızdan istifadə edin.

Struktur Genomik Konsorsiumu (SGC) hədəf yoxlama və çoxsaylı əlavə tədqiqat proqramları və iş axını ehtiyacları üçün kimyəvi zondlar.

Pfizer tədqiqat birləşmələri nevrologiya, gen tənzimlənməsi, ADME/Tox, immunologiya, ion kanalları və lipid siqnalı, apoptoz və hüceyrə dövrü, sitokinlər və böyümə faktoru dərman kəşfi iş axınlarını dəstəkləyir.


Bu iş Çin Elm və Texnologiya Nazirliyinin Əsas Tədqiqat Proqramı (2012CB721102), Çin Elmlər Akademiyası (KJZD-EW-L02), Çin Milli Təbiət Elmləri Fondu (31400126) və Əsas Laboratoriya tərəfindən dəstəklənib. İnkişaf etməkdə olan Yoluxucu Xəstəliklər və Bioloji Təhlükəsizlik, CAS.

Abedon, S. T. (2011). Çöldən lizis. Bakteriofaq 1, 46�. doi: 10.4161/bact.1.1.13980

Becker, S. C., Foster-Frey, J., Stodola, A. J., Anacker, D. və Donovan, D. M. (2009). Diferensial şəkildə qorunan stafilokokal SH3b_5 hüceyrə divarını bağlayan domenlər streptokok profaq endolizin domeninə artan stafilolitik və streptolitik aktivlik verir. Gen 443, 32�. doi: 10.1016/j.gene.2009.04.023

Briers, Y., Cornelissen, A., Aertsen, A., Hertveldt, K., Michiels, C. W., Volckaert, G., et al. (2008). Xarici membranın keçiriciliyinin təhlili Pseudomonas aeruginosa və yüksək hidrostatik təzyiq altında KZ144 və EL188 endolizinlərinin bakterisid fəaliyyəti. FEMS Mikrobiol. Lett. 280, 113�. doi: 10.1111/j.1574-6968.2007.01051.x

Briers, Y., Volckaert, G., Cornelissen, A., Lagaert, S., Michiels, C. W., Hertveldt, K., et al. (2007). Endolizinlərin muralitik fəaliyyəti və modul quruluşu Pseudomonas aeruginosa bacteriophages phiKZ and EL. Mol. Mikrobiol. 65, 1334�. doi: 10.1111/j.1365-2958.2007.05870.x

Briers, Y., Walmagh, M., Grymonprez, B., Biebl, M., Pirnay, J. P., Defraine, V., et al. (2014a). Art-175 is a highly efficient antibacterial against multidrug-resistant strains and persisters of Pseudomonas aeruginosa. Antimikrob. Agentlər Chemother. 58, 3774�. doi: 10.1128/AAC.02668-14

Briers, Y., Walmagh, M., Van Puyenbroeck, V., Cornelissen, A., Cenens, W., Aertsen, A., et al. (2014b). Engineered endolysin-based 𠇊rtilysins” to combat multidrug-resistant gram-negative pathogens. MBio 5, e01379�. doi: 10.1128/mBio.01379-14

Callewaert, L., Walmagh, M., Michiels, C. W., and Lavigne, R. (2011). Food applications of bacterial cell wall hydrolases. Curr. Rəy. Biotexnol. 22, 164�. doi: 10.1016/j.copbio.2010.10.012

Cheng, Q., Nelson, D., Zhu, S., and Fischetti, V. A. (2005). Removal of group B streptococci colonizing the vagina and oropharynx of mice with a bacteriophage lytic enzyme. Antimikrob. Agentlər Chemother. 49, 111�. doi: 10.1128/AAC.49.1.111-117.2005

Coello, R., Jimenez, J., Garcia, M., Arroyo, P., Minguez, D., Fernandez, C., et al. (1994). Prospective study of infection, colonization and carriage of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in an outbreak affecting 990 patients. Avro. J. Clin. Mikrobiol. Yoluxdurmaq. Dis. 13, 74�. doi: 10.1007/BF02026130

Daniel, A., Euler, C., Collin, M., Chahales, P., Gorelick, K. J., and Fischetti, V. A. (2010). Synergism between a novel chimeric lysin and oxacillin protects against infection by methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Antimikrob. Agentlər Chemother. 54, 1603�. doi: 10.1128/AAC.01625-09

Dawson, R. M., and Liu, C. Q. (2009). Cathelicidin peptide SMAP�: comprehensive review of its properties and potential as a novel class of antibiotics. Drug Develop. Res. 70, 481�. doi: 10.1002/ddr.20329

De Lencastre, H., Kristinsson, K. G., Brito-Avo, A., Sanches, I. S., Sa-Leao, R., Saldanha, J., et al. (1999). Carriage of respiratory tract pathogens and molecular epidemiology of Streptococcus pneumoniae colonization in healthy children attending day care centers in Lisbon, Portugal. Mikrob. Drug Resist. 5, 19�. doi: 10.1089/mdr.1999.5.19

Diaz, E., Lopez, R., and Garcia, J. L. (1990). Chimeric phage-bacterial enzymes: a clue to the modular evolution of genes. Proc. Natl. akad. Sci. ABŞ. 87, 8125�. doi: 10.1073/pnas.87.20.8125

Dong, Q., Wang, J., Yang, H., Yu, J., Zhang, Y., Huang, Y., et al. (2014). Construction of a chimeric lysin Ply187N-V12C with extended lytic activity against staphylococci and streptococci. Mikrob. Biotexnol. doi: 10.1111/1751-7915.12166. [Epub çapdan qabaq].

Donovan, D. M., Dong, S., Garrett, W., Rousseau, G. M., Moineau, S., and Pritchard, D. G. (2006a). Peptidoglycan hydrolase fusions maintain their parental specificities. Tətbiq. Environ. Mikrobiol. 72, 2988�. doi: 10.1128/AEM.72.4.2988-2996.2006

Donovan, D. M., and Foster-Frey, J. (2008). LambdaSa2 prophage endolysin requires Cpl-7-binding domains and amidase-5 domain for antimicrobial lysis of streptococci. FEMS Mikrobiol. Lett. 287, 22�. doi: 10.1111/j.1574-6968.2008.01287.x

Donovan, D. M., Lardeo, M., and Foster-Frey, J. (2006b). Lysis of staphylococcal mastitis pathogens by bacteriophage phi11 endolysin. FEMS Mikrobiol. Lett. 265, 133�. doi: 10.1111/j.1574-6968.2006.00483.x

Entenza, J. M., Loeffler, J. M., Grandgirard, D., Fischetti, V. A., and Moreillon, P. (2005). Therapeutic effects of bacteriophage Cpl-1 lysin against Streptococcus pneumoniae endocarditis in rats. Antimikrob. Agentlər Chemother. 49, 4789�. doi: 10.1128/AAC.49.11.4789-4792.2005

Eugster, M. R., Haug, M. C., Huwiler, S. G., and Loessner, M. J. (2011). The cell wall binding domain of Listeria bacteriophage endolysin PlyP35 recognizes terminal GlcNAc residues in cell wall teichoic acid. Mol. Mikrobiol. 81, 1419�. doi: 10.1111/j.1365-2958.2011.07774.x

Eugster, M. R., and Loessner, M. J. (2012). Wall teichoic acids restrict access of bacteriophage endolysin Ply118, Ply511, and PlyP40 cell wall binding domains to the Listeria monocytogenes peptidoglycan. J. Bakteriol. 194, 6498�. doi: 10.1128/JB.00808-12

Fenton, M., Casey, P. G., Hill, C., Gahan, C. G., Ross, R. P., McAuliffe, O., et al. (2010a). The truncated phage lysin CHAP(k) eliminates Staphylococcus aureus in the nares of mice. Bioeng. Bugs 1, 404�. doi: 10.4161/bbug.1.6.13422

Fenton, M., Ross, P., McAuliffe, O., O'Mahony, J., and Coffey, A. (2010b). Recombinant bacteriophage lysins as antibacterials. Bioeng. Bugs 1, 9�. doi: 10.4161/bbug.1.1.9818

Fernandes, S., Proenca, D., Cantante, C., Silva, F. A., Leandro, C., Lourenco, S., et al. (2012). Novel chimerical endolysins with broad antimicrobial activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Mikrob. Drug Resist. 18, 333�. doi: 10.1089/mdr.2012.0025

Fischetti, V. A. (2003). Novel method to control pathogenic bacteria on human mucous membranes. Ann. N.Y. Acad. Sci. 987, 207�. doi: 10.1111/j.1749-6632.2003.tb06050.x

Fischetti, V. A. (2005). Bacteriophage lytic enzymes: novel anti-infectives. Trends Microbiol. 13, 491�. doi: 10.1016/j.tim.2005.08.007

Fischetti, V. A. (2006). Using phage lytic enzymes to control pathogenic bacteria. BMC Oral Health 6(Suppl. 1):S16. doi: 10.1186/1472-6831-6-S1-S16

Fischetti, V. A. (2008). Bacteriophage lysins as effective antibacterials. Curr. Rəy. Mikrobiol. 11, 393�. doi: 10.1016/j.mib.2008.09.012

Fischetti, V. A. (2010). Bacteriophage endolysins: a novel anti-infective to control gram-positive pathogens. Int. J. Med. Mikrobiol. 300, 357�. doi: 10.1016/j.ijmm.2010.04.002

Fischetti, V. A., Nelson, D., and Schuch, R. (2006). Reinventing phage therapy: are the parts greater than the sum? Nat. Biotexnol. 24, 1508�. doi: 10.1038/nbt1206-1508

Garcia, E., Garcia, J. L., Garcia, P., Arraras, A., Sanchez-Puelles, J. M., and Lopez, R. (1988). Molecular evolution of lytic enzymes of Streptococcus pneumoniae and its bacteriophages. Proc. Natl. akad. Sci. ABŞ. 85, 914�. doi: 10.1073/pnas.85.3.914

George, S. E., Chikkamadaiah, R., Durgaiah, M., Joshi, A. A., Thankappan, U. P., Madhusudhana, S. N., et al. (2012). Biochemical characterization and evaluation of cytotoxicity of antistaphylococcal chimeric protein P128. BMC Res. Qeydlər 5:280. doi: 10.1186/1756-0500-5-280

Gilmer, D. B., Schmitz, J. E., Euler, C. W., and Fischetti, V. A. (2013). Novel bacteriophage lysin with broad lytic activity protects against mixed infection by Streptococcus pyogenes and methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Antimikrob. Agentlər Chemother. 57, 2743�. doi: 10.1128/AAC.02526-12

Grandgirard, D., Loeffler, J. M., Fischetti, V. A., and Leib, S. L. (2008). Phage lytic enzyme Cpl-1 for antibacterial therapy in experimental pneumococcal meningitis. J. Yoluxdurmaq. Dis. 197, 1519�. doi: 10.1086/587942

Hermoso, J. A., Monterroso, B., Albert, A., Galan, B., Ahrazem, O., Garcia, P., et al. (2003). Structural basis for selective recognition of pneumococcal cell wall by modular endolysin from phage Cp-1. Struktur 11, 1239�. doi: 10.1016/j.str.2003.09.005

Horgan, M., Oɿlynn, G., Garry, J., Cooney, J., Coffey, A., Fitzgerald, G. F., et al. (2009). Phage lysin LysK can be truncated to its CHAP domain and retain lytic activity against live antibiotic-resistant staphylococci. Tətbiq. Environ. Mikrobiol. 75, 872�. doi: 10.1128/AEM.01831-08

Idelevich, E. A., Von Eiff, C., Friedrich, A. W., Iannelli, D., Xia, G., Peters, G., et al. (2011). In vitro activity against Staphylococcus aureus of a novel antimicrobial agent, PRF-119, a recombinant chimeric bacteriophage endolysin. Antimikrob. Agentlər Chemother. 55, 4416�. doi: 10.1128/AAC.00217-11

Junjappa, R. P., Desai, S. N., Roy, P., Narasimhaswamy, N., Raj, J. R., Durgaiah, M., et al. (2013). Efficacy of anti-staphylococcal protein P128 for the treatment of canine pyoderma: potential applications. Vet. Res. Kommun. 37, 217�. doi: 10.1007/s11259-013-9565-y

Kiser, K. B., Cantey-Kiser, J. M., and Lee, J. C. (1999). Development and characterization of a Staphylococcus aureus nasal colonization model in mice. Yoluxdurmaq. İmmun. 67, 5001�.

Knoll, B. M., and Mylonakis, E. (2014). Antibacterial bioagents based on principles of bacteriophage biology: an overview. Clin. Yoluxdurmaq. Dis. 58, 528�. doi: 10.1093/cid/cit771

Loeffler, J. M., Nelson, D., and Fischetti, V. A. (2001). Rapid killing of Streptococcus pneumoniae with a bacteriophage cell wall hydrolase. Elm 294, 2170�. doi: 10.1126/science.1066869

Loessner, M. J. (2005). Bacteriophage endolysins𠄼urrent state of research and applications. Curr. Rəy. Mikrobiol. 8, 480�. doi: 10.1016/j.mib.2005.06.002

Loessner, M. J., Gaeng, S., and Scherer, S. (1999). Evidence for a holin-like protein gene fully embedded out of frame in the endolysin gene of Staphylococcus aureus bacteriophage 187. J. Bakteriol. 181, 4452�.

Loessner, M. J., Kramer, K., Ebel, F., and Scherer, S. (2002). C-terminal domains of Listeria monocytogenes bacteriophage murein hydrolases determine specific recognition and high-affinity binding to bacterial cell wall carbohydrates. Mol. Mikrobiol. 44, 335�. doi: 10.1046/j.1365-2958.2002.02889.x

Loessner, M. J., Schneider, A., and Scherer, S. (1995). A new procedure for efficient recovery of DNA, RNA, and proteins from Listeria cells by rapid lysis with a recombinant bacteriophage endolysin. Tətbiq. Environ. Mikrobiol. 61, 1150�.

Lukacik, P., Barnard, T. J., Keller, P. W., Chaturvedi, K. S., Seddiki, N., Fairman, J. W., et al. (2012). Structural engineering of a phage lysin that targets gram-negative pathogens. Proc. Natl. akad. Sci. ABŞ. 109, 9857�. doi: 10.1073/pnas.1203472109

Maher, S., and McClean, S. (2006). Investigation of the cytotoxicity of eukaryotic and prokaryotic antimicrobial peptides in intestinal epithelial cells in vitro. Biokimya. Farmakol. 71, 1289�. doi: 10.1016/j.bcp.2006.01.012

Manoharadas, S., Witte, A., and Blasi, U. (2009). Antimicrobial activity of a chimeric enzybiotic towards Staphylococcus aureus. J. Biotechnol. 139, 118�. doi: 10.1016/j.jbiotec.2008.09.003

Mao, J., Schmelcher, M., Harty, W. J., Foster-Frey, J., and Donovan, D. M. (2013). Chimeric Ply187 endolysin kills Staphylococcus aureus more effectively than the parental enzyme. FEMS Mikrobiol. Lett. 1, 30�. doi: 10.1111/1574-6968.12104

McGowan, S., Buckle, A. M., Mitchell, M. S., Hoopes, J. T., Gallagher, D. T., Heselpoth, R. D., et al. (2012). X-ray crystal structure of the streptococcal specific phage lysin PlyC. Proc. Natl. akad. Sci. ABŞ. 109, 12752�. doi: 10.1073/pnas.1208424109

Navarre, W. W., Ton-That, H., Faull, K. F., and Schneewind, O. (1999). Multiple enzymatic activities of the murein hydrolase from staphylococcal phage phi11. Identification of a D-alanyl-glycine endopeptidase activity. J. Biol. Kimya. 274, 15847�. doi: 10.1074/jbc.274.22.15847

Nelson, D., Schuch, R., Chahales, P., Zhu, S., and Fischetti, V. A. (2006). PlyC: a multimeric bacteriophage lysin. Proc. Natl. akad. Sci. ABŞ. 103, 10765�. doi: 10.1073/pnas.0604521103

Obeso, J. M., Martinez, B., Rodriguez, A., and Garcia, P. (2008). Lytic activity of the recombinant staphylococcal bacteriophage PhiH5 endolysin active against Staphylococcus aureus in milk. Int. J. Food Microbiol. 128, 212�. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2008.08.010

Oliveira, H., Azeredo, J., Lavigne, R., and Kluskens, L. D. (2012). Bacteriophage endolysins as a response to emerging foodborne pathogens. Trends Food Sci. Technol. 28, 103�. doi: 10.1016/j.tifs.2012.06.016

Pastagia, M., Euler, C., Chahales, P., Fuentes-Duculan, J., Krueger, J. G., and Fischetti, V. A. (2011). A novel chimeric lysin shows superiority to mupirocin for skin decolonization of methicillin-resistant and -sensitive Staphylococcus aureus strains. Antimikrob. Agentlər Chemother. 55, 738�. doi: 10.1128/AAC.00890-10

Pastagia, M., Schuch, R., Fischetti, V. A., and Huang, D. B. (2013). Lysins: the arrival of pathogen-directed anti-infectives. J. Med. Mikrobiol. 62, 1506�. doi: 10.1099/jmm.0.061028-0

Rashel, M., Uchiyama, J., Ujihara, T., Uehara, Y., Kuramoto, S., Sugihara, S., et al. (2007). Efficient elimination of multidrug-resistant Staphylococcus aureus by cloned lysin derived from bacteriophage phi MR11. J. Yoluxdurmaq. Dis. 196, 1237�. doi: 10.1086/521305

Rigden, D. J., Jedrzejas, M. J., and Galperin, M. Y. (2003). Amidase domains from bacterial and phage autolysins define a family of gamma-D,L-glutamate-specific amidohydrolases. Trends Biochem. Sci. 28, 230�. doi: 10.1016/S0968-0004(03)00062-8

Sass, P., and Bierbaum, G. (2007). Lytic activity of recombinant bacteriophage phi11 and phi12 endolysins on whole cells and biofilms of Staphylococcus aureus. Tətbiq. Environ. Mikrobiol. 73, 347�. doi: 10.1128/AEM.01616-06

Schmelcher, M., Powell, A. M., Becker, S. C., Camp, M. J., and Donovan, D. M. (2012). Chimeric phage lysins act synergistically with lysostaphin to kill mastitis-causing Staphylococcus aureus in murine mammary glands. Tətbiq. Environ. Mikrobiol. 78, 2297�. doi: 10.1128/AEM.07050-11

Schmelcher, M., Shabarova, T., Eugster, M. R., Eichenseher, F., Tchang, V. S., Banz, M., et al. (2010). Rapid multiplex detection and differentiation of Listeria cells by use of fluorescent phage endolysin cell wall binding domains. Tətbiq. Environ. Mikrobiol. 76, 5745�. doi: 10.1128/AEM.00801-10

Schmelcher, M., Tchang, V. S., and Loessner, M. J. (2011). Domain shuffling and module engineering of Listeria phage endolysins for enhanced lytic activity and binding affinity. Mikrob. Biotexnol. 4, 651�. doi: 10.1111/j.1751-7915.2011.00263.x

Schuch, R., Lee, H. M., Schneider, B. C., Sauve, K. L., Law, C., Khan, B. K., et al. (2014). Combination therapy with lysin CF-301 and antibiotic is superior to antibiotic alone for treating methicillin-resistant Staphylococcus aureus-induced murine bacteremia. J. Yoluxdurmaq. Dis. 209, 1469�. doi: 10.1093/infdis/jit637

Schuch, R., Nelson, D., and Fischetti, V. A. (2002). A bacteriolytic agent that detects and kills Bacillus anthracis. Təbiət 418, 884�. doi: 10.1038/nature01026

Sheehan, M. M., Garcia, J. L., Lopez, R., and Garcia, P. (1997). The lytic enzyme of the pneumococcal phage Dp-1: a chimeric lysin of intergeneric origin. Mol. Mikrobiol. 25, 717�. doi: 10.1046/j.1365-2958.1997.5101880.x

Singh, P. K., Donovan, D. M., and Kumar, A. (2014). Intravitreal injection of the chimeric phage endolysin Ply187 protects mice from Staphylococcus aureus endophthalmitis. Antimikrob. Agentlər Chemother. 58, 4621� doi: 10.1128/AAC.00126-14

Skerlavaj, B., Benincasa, M., Risso, A., Zanetti, M., and Gennaro, R. (1999). SMAP-29: a potent antibacterial and antifungal peptide from sheep leukocytes. FEBS Lett. 463, 58�. doi: 10.1016/S0014-5793(99)01600-2

Villa, T. G., and Crespo, P. V. (2010). Enzybiotics: Antibiotic Enzymes as Drugs and Therapeutics. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.

Vipra, A. A., Desai, S. N., Roy, P., Patil, R., Raj, J. M., Narasimhaswamy, N., et al. (2012). Antistaphylococcal activity of bacteriophage derived chimeric protein P128. BMC Microbiol. 12:41. doi: 10.1186/1471-2180-12-41

Wang, I. N., Smith, D. L., and Young, R. (2000). Holins: the protein clocks of bacteriophage infections. Annu. Rev. Mikrobiol. 54, 799�. doi: 10.1146/annurev.micro.54.1.799

Witzenrath, M., Schmeck, B., Doehn, J. M., Tschernig, T., Zahlten, J., Loeffler, J. M., et al. (2009). Systemic use of the endolysin Cpl-1 rescues mice with fatal pneumococcal pneumonia. Tənqid. Qulluq Med. 37, 642�. doi: 10.1097/CCM.0b013e31819586a6

Yang, H., Wang, D. B., Dong, Q., Zhang, Z., Cui, Z., Deng, J., et al. (2012). Existence of separate domains in lysin PlyG for recognizing Bacillus anthracis spores and vegetative cells. Antimikrob. Agentlər Chemother. 56, 5031�. doi: 10.1128/AAC.00891-12

Yang, H., Zhang, Y., Yu, J., Huang, Y., Zhang, X. E., and Wei, H. (2014). Novel chimeric lysin with high-level antimicrobial activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus in vitroin vivo. Antimikrob. Agentlər Chemother. 58, 536�. doi: 10.1128/AAC.01793-13

Young, R. (1992). Bacteriophage lysis: mechanism and regulation. Mikrobiol. Rev. 56, 430�.

Young, R., and Wang, I. (2006). “Phage lysis,” in The Bacteriophages, ed R. Calendar (Oxford: Oxford University Press), 104�.

Keywords: lysin, chimeolysin, artilysin, bacteriophage, lysin engineering, enzybiotics

Citation: Yang H, Yu J and Wei H (2014) Engineered bacteriophage lysins as novel anti-infectives. Ön. Mikrobiol. 5:542. doi: 10.3389/fmicb.2014.00542

Received: 23 August 2014 Accepted: 29 September 2014
Published online: 16 October 2014.

Marta Martins, University College Dublin, Ireland

Melinda J. Mayer, Institute of Food Research, UK
Taoufik Ghrairi, Faculty of Medicine Ibn El Jazzar of Sousse, Tunisia
Pedro Fernandes, Instituto Superior Tecnico - Universidade de Lisboa, Portugal

Copyright © 2014 Yang, Yu and Wei. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). Qəbul edilmiş akademik təcrübəyə uyğun olaraq, orijinal müəllif(lər)in və ya lisenziya verənin qeyd edilməsi və bu jurnalda orijinal nəşrə istinad edilməsi şərti ilə digər forumlarda istifadəyə, yayılmasına və ya təkrar istehsalına icazə verilir. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


Videoya baxın: Məməli heyvanlar nə vaxt yaranıblar (Avqust 2022).