RU2139348C1 - Средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов - Google Patents

Средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов Download PDF

Info

Publication number
RU2139348C1
RU2139348C1 RU97116922/13A RU97116922A RU2139348C1 RU 2139348 C1 RU2139348 C1 RU 2139348C1 RU 97116922/13 A RU97116922/13 A RU 97116922/13A RU 97116922 A RU97116922 A RU 97116922A RU 2139348 C1 RU2139348 C1 RU 2139348C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gram
positive
lysoamidase
cells
polymyxin
Prior art date
Application number
RU97116922/13A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97116922A (ru
Inventor
О.А. Степна
О.А. Степная
Л.А. Ледова
И.С. Кулаев
О.В. Прудникова
Original Assignee
Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им.Г.К.Скрябина РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им.Г.К.Скрябина РАН filed Critical Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им.Г.К.Скрябина РАН
Priority to RU97116922/13A priority Critical patent/RU2139348C1/ru
Publication of RU97116922A publication Critical patent/RU97116922A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2139348C1 publication Critical patent/RU2139348C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для получения ферментных средств широкого спектра действия, используемых в медицине для лечения наружных инфекционных заболеваний, а также в генетике, молекулярной биологии и биохимии в лабораторной практике. Предложено средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, включающее лизоамидазу, полимиксин В и буферный раствор при следующем соотношении компонентов, мкг/мл: лизоамидаза 1000-3000, полимиксин В 20-50, буферный раствор остальное. Предлагаемое средство способно лизировать клетки представителей как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий, в том числе и патогенных, способных вызывать серьезные инфекционные заболевания, в частности заболевания полости рта. 3 табл.

Description

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для получения ферментных средств широкого спектра действия, используемых в медицине для лечения наружных инфекционных заболеваний, а также в генетике, молекулярной биологии и биохимии в лабораторной практике.
Экзоклеточные бактериолитические ферменты широко распространены в природе. Они обнаружены у бактерий, грибов, насекомых, растений, животных и человека. Бактериолитические ферменты имеют различные функции: защитные функции у высших организмов, завоевание экологической ниши и снабжение клеток энергией у микроорганизмов. Защитные функции осуществляются путем лизиса патогенных микроорганизмов [1] . Субстратом бактериолитических ферментов являются пептидогликаны, входящие в состав клеточных стенок грамотрицательных и грамположительных бактерий, но подавляющее количество бактериолитических ферментов не способны самостоятельно лизировать нативные клетки грамотрицательных бактерий.
Известны ферментные препараты на основе бактериолитических ферментов, лизирующие клетки грамположительных микроорганизмов: лизоцим яичного белка [2]. лизостафин [3] и лизоамидаза [4].
Лизоцим используют в медицине для лечения наружных инфекционных заболеваний. Недостатком лизоцима является то, что он лизирует узкий спектр грамположительных микроорганизмов. Он нестабилен и дорог.
Лизостафин используется только в лабораторной практике для получения внутриклеточного содержимого грамположительных бактерий [5]. Он также недостаточно стабилен при хранении.
Лизоамидаза - комплексный ферментный препарат, содержащий бактериолитические, протеолитические ферменты и полисахарид [4]. Этот ферментный препарат лизирует широкий спектр грамположительных, в том числе антибиотикоустойчивых микроорганизмов. Препарат очень стабилен, так как присутствующий в нем полисахарид стабилизирует активность ферментов. Лизоамидаза, так же как и другие бактериолитические ферменты, не лизирует нативные клетки грамотрицательных микроорганизмов из-за наличия в их клеточной стенке внешней мембраны, которая защищает пептидогликановый слой от действия бактериолитических ферментов лизоамидазы.
Известно, что при совместном действии бактериолитического фермента из бактерии Bacillus subtilis IT-25 и полимиксина B (колистин) наблюдается лизис грамотрицательного микроорганизма Pseudomonas aeruginosa [6]. Не известно действуют ли указанные вещества на другие грамотрицательные микроорганизмы, не показано использование действия фермента и антибиотика в медицине.
Полимиксин B - антибиотик, действующий на грамотрицательные микроорганизмы - дезорганизует клеточную мембрану, следствием чего является гибель клеток микроорганизмов [7]. Полимиксин B оказывает слабое действие на грамположительные микроорганизмы. Он используется в очень редких случаях при тяжелых инфекциях, вызываемых грамотрицательными бактериями рода Pseudomonas, так как применение средства связано с большим риском из-за возможного нарушения функции почек. Лизирующего действия на клетки полимиксин B не оказывает.
Средство для осуществления лизиса грамположительных и грамотрицательных бактерий, пригодное для использования в медицине, не известно. Но известно использование лизоцима в сочетании с ЭДТА для лизиса грамположительных и грамотрицательных бактерий [8].
Задачей данного изобретения является создание средства для осуществления лизиса грамположительных и грамотрицательных бактерий, пригодное для использования в медицине.
Технический результат от использования изобретения - одновременный лизис грамположительных и грамотрицательных бактерий.
Сущность предлагаемого объекта - предложено средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных бактерий, включающее лизоамидазу и полимиксин B в эффективном количестве.
Средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов содержит компоненты в следующем соотношении, мкг/мл:
Лизоамидаза - 1000 - 3000,
Полимиксин B - 20 - 50,
Буферный раствор - Остальное
Указанное средство может быть получено двумя способами.
1. К раствору лизоамидазы в 0.01 молярном буферном растворе, pH 8, добавляют раствор полимиксина B в том же буфере до определенной конечной концентрации полимиксина B.
Концентрации лизоамидазы в средстве - от 1000 до 3000 мкг/мл, конечная концентрация полимиксина B - 20 - 50 мкг/мл (156 - 390 Е/мл).
Для получения раствора лизоамидазы растворяют порцию лиофилизированного фермента в буфере.
Раствор полимиксина B готовят непосредственно перед применением путем разведения в буфере порции порошка с активностью 250000 Е/мл.
В качестве буфера могут быть использованы в частности Na-фосфатный и трис-HCl буферы.
2. Порошки лизоамидазы и полмиксина B смешивают в соотношении лизоамидаза: полимиксин B 1000 - 3000 : 20 - 50 (мкг), затем добавляют буферный раствор до 1 мл.
Концентрация лизоамидазы определяется тем, что при значениях меньше 1000 мкг/мл не достигается нужный эффект, а при концентрациях больших 3000 мкг/мл из-за наличия в средстве полисахарида наблюдается стабилизация протопластов, получаемых при лизисе клеток, и как следствие - рост микроорганизмов.
Концентрация полимиксина B определяется тем, что при значениях меньших 20 мкг/мл не достигается нужный эффект, а при концентрациях больших 50 мкг/мл наблюдается ингибирование действия лизоамидазы. Это подтверждается на примере действия лизоамидазы на клетки золотистого стафилококка данными таблицы 1.
Предполагается, что полимиксин B, дезорганизуя внешнюю мембрану, создает для лизоамидазы возможность проникнуть к пептидогликановому слою и разрушить его.
Возможность осуществления предложенного изобретения показана в следующих примерах, но не исчерпывается ими.
Пример 1. Получение средства для лизиса.
К 1 мл раствора лизоамидазы в 0.01 молярном растворе Na-фосфатного буфера в концентрации 3000 мкг/мл добавляют 17 мкл раствора полимиксина B в концентрации 8000 мкг/мл (62500 Е/мл) в том же буфере, конечная концентрация полимиксина при этом будет составлять 40 мкг/мл (312 Е/мл).
Пример 2. Получение средства для лизиса.
3000 мкг лизоамидазы смешивают с 40 мкг полимиксина B, к полученной смеси добавляют 1 мл 0,01 молярного трис-HCl буфера, pH 8.0.
Пример 3. Лизис условно патогенных лабораторных штаммов бактерий.
К 2 мл микробной взвеси в 0,01 М Na-фосфатном буфере, pH 8,0 (оптическая плотность 0,7 при длине волны 590 нм) добавляют 500 мкл раствора средства, содержащего лизоамидазу и полимиксин B, полученного в примере 1.
Смесь инкубируют 30 минут при 37 град. С. Реакцию останавливают добавлением насыщенного раствора хлористого натрия.
За единицу бактериолитической активности принимают такое количество фермента, которое приводит к снижению оптической плотности бактериальной суспензии на 0,01 оптическую ед. в 1 мин.
В качестве контроля вместо предлагаемого средства используют 500 мкл раствора лизоамидазы в буфере в концентрации 3000 мкг/мл или 500 мкл полимиксина B в буфере в концентрации 40 мкг/мл (312 Е/мл) или в концентрации 80 мкг/мл (625 Е/мл).
Данные, представленные в таблице 2, подтверждают, что предложенное средство может быть использовано для лизиса грамотрицательных бактерий.
Пример 4. Лизис патогенных штаммов бактерий.
К 1 мл взвеси микробных клеток в 0,01М Na-фосфатном буфере pH 8,0 в стерильных пробирках добавляют стерильно:
1,5 мл раствора лизоамидазы с полимиксином B в том же буфере (конечная концентрация лизоамидазы 1000 мкг/мл (10 ЛЕ/мл), конечная концентрация полимиксина - 40 мкг/мл (312 Е/мл).
Полученную смесь инкубируют в термостате при 37 град. C в течение 24 часов. Затем делают десятикратные разведения и высевают на чашки со средой Луриа-Бертани [8] по 0,1 мл из каждого разведения.
После инкубации чашек в термостате проводят учет результатов. Положительным (+) считают результат, когда при высеве на чашки из пробирок, содержащих 10 - 10 клеток/мл, наблюдают отсутствие роста колоний. Отрицательным (-) - в случае роста колоний. Количество микробных клеток в исходной взвеси определяют, используя контрольный вариант, в котором вместо предлагаемого средства к микробной взвеси добавляют стерильный буфер.
В качестве контроля вместо средства, содержащего лизоамидазу и полимиксин B, используют:
1,5 мл раствора лизоамидазы в том же буфере в конечной концентрации 1000 мкг/мл (10 ЛЕ/мл);
1,5 мл 0,01 М трис-HCl буфера, pH 8,0.
Данные представлены в таблице 3.
Полимиксин B не использовали в данном примере в качестве контроля в связи с тем, что после действия предлагаемого средства на клеточную суспензию визуализизацию количества нелизированных клеток проводят методом их инкубации на твердой питательной среде. Известно, что полимиксин B подавляет рост грамотрицательных микроорганизмов и их нелизированные при инкубации в жидкой среде с полимиксином B клетки не прорастают в присутствии полимиксина B на твердой питательной среде. Положительный эффект действия самого полимиксина B связан не с лизисом клеток, а с подавлением их роста.
Пример 5. Применение лизоамидазы с полимиксином B для лечения заболеваний периодонта.
Лизоамидазу с полимиксином B использовали для лечения 25 больных с хроническим фиброзным, гранулематозным, гранулирующим периодонтитом и хроническим периодонтитом в стадии обострения. В первые 3 - 5 часов после обработки корневых каналов у пациентов исчезали боли, уменьшалась гиперимия и отек слизистой оболочки. Герметизация корневых каналов с препаратом под временной пломбой переносилась безболезненно. В течение месяца полностью исчезали свищевые ходы. Клинико-рентгенологический контроль отдаленных результатов лечения воспалительных процессов в периодонте показал, что полное и частичное восстановление костной ткани у верхушки зуба отмечается в 89%.
Таким образом показано, что предлагаемое средство, включающее лизоамидазу в сочетании с полимиксином B, способно лизировать клетки представителей как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий, в том числе и патогенных, способных вызывать серьезные инфекционные заболевания: в частности заболевания полости рта.
Литература
1. Imoto T., Johnson L.N., North A.C.T., Phillips D.C. and Rupley J.A. In The Enzymes, 1972. Academic Press, New York, London, pp. 665 - 868.
2. Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. 1979, "Высшая школа", стр. 347 - 349.
3. Schindler C.A., Schuhardt V.T. Lysostaphin: a new bacteriolytic agent for the Staphylococcus. 1964, Proc. of the Nation. Acad. Sci. USA, v. 51, N 3, pp. 415 - 421.
4. Кулаев И. С. Бактериолитические ферменты микробного происхождения в биологии и медицине. В сборнике: "Бактериолитический препарат лизоамидаза. Физиологические, биохимические и клинические аспекты", 1989, Пущино, стр. 3 - 9.
5. Mulder R.R., Brennen C., Wagener M.M., Viskers R.M., Rihs J.D., Hancock G.A., Yee Y.C., Miller J.M., Yu V.J. Methicillin-Resistant Staphylococcal Colonization and Infection in a Long-Term Care Facility. Annals of Internal Medicine, 1991, v. 114, N 2, pp. 107 - 112.
6. Takahara, Y. Hurose, N. Yasuda, K. Mitsugi, S. Murao. Effect of peptidolipids produced by Bacillus on the enzymatic lysis of Gram-negative bacterial cells. 1976, Agr. Biol. Chem., v. 40, N 9, pp. 1901-1903.
7. Франклин Т. , Сноу Дж. Биохимия антимикробного действия. 1984, М., "Мир", стр. 78 - 80.
8. Osborn M. I. , Munson R. Separation of the inner (cytoplasmic) and outer membranes of gram-negative bacteria. 1974, Meth. Enzymol., v. 31, p. 642 - 653.
9. Девис Р. , Ботстайн Д., Рот Дж. Методы генетической инженерии. М.: Мир, 1984, стр. 142.

Claims (1)

  1. Средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, включающее ферментный препарат, содержащий фермент, лизирующий грамположительные микроорганизмы, и вещество, нарушающее структуру мембран грамотрицательных микроорганизмов, отличающееся тем, что в качестве ферментного препарата оно содержит лизоамидазу, а в качестве вещества, нарушающего структуру мембран грамотрицательных микроорганизмов, - полимиксин В и дополнительно буферный раствор при следующем соотношении компонентов, мкг/мл:
    Лизоамидаза - 1000 - 3000
    Полимиксин В - 20 - 50
    Буферный раствор - Остальное
RU97116922/13A 1997-10-06 1997-10-06 Средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов RU2139348C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97116922/13A RU2139348C1 (ru) 1997-10-06 1997-10-06 Средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97116922/13A RU2139348C1 (ru) 1997-10-06 1997-10-06 Средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97116922A RU97116922A (ru) 1999-08-10
RU2139348C1 true RU2139348C1 (ru) 1999-10-10

Family

ID=20197973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97116922/13A RU2139348C1 (ru) 1997-10-06 1997-10-06 Средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2139348C1 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2216313C2 (ru) * 2000-12-25 2003-11-20 Савченков Сергей Николаевич Лечебно-профилактическое косметическое средство
CN1315532C (zh) * 2004-10-19 2007-05-16 上海新药研究开发中心 复合溶菌酶Lysoamidase喷雾剂及制备方法
RU2367456C2 (ru) * 2007-05-23 2009-09-20 Закрытое акционерное общество "Биологические исследования и системы" Фармацевтическая композиция для местного применения, обладающая антибактериальным и некролитическим действием
RU2367455C2 (ru) * 2007-05-23 2009-09-20 Закрытое акционерное общество "Биологические исследования и системы" Фармацевтическая композиция для наружного и местного применения, обладающая антибактериальным и некролитическим действием
RU2367457C2 (ru) * 2007-05-23 2009-09-20 Закрытое акционерное общество "Биологические исследования и системы" Фармацевтическая композиция для наружного и местного применения, обладающая антибактериальным и некролитическим действием, на основе лизоамидазы
US7951913B2 (en) 2006-06-02 2011-05-31 Biotika A.S. Method of polymyxin B recovery from fermentation broth
US8119371B2 (en) 2006-06-15 2012-02-21 Biotika A.S. Process for the preparation of polymyxin B employing (PAENI) Bacillus polymyxa

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Osborn M.I., Munson R. Separation of the inner (cytoplasmic) and outer membranes of gram-negative bacteria. 1974, Meth. Enzymol., v.31, p.642-653. Takahara, Y.Hurose, N.Yasuda, K.Mitsugi, S.Murao. Effect of peptidolipids produced by Bacillus on the enzymatic lysis of Gram-negative bacterial cells. 1976, Agr. Biol. Chem., v.40, No9, pp.1901-1903. Франклин Т., Сноу Дж. Биохимия антимикробного действия. - М.: Мир, 1984, с.78-80. Кулаев И.С. Бактериологические ферменты микробного происхождения в биологии и медицине. В сб. Бактериологический препарат лизоамидаза. Физиологические, биохимические и клинические аспекты, 1989, Пущино, с.3-9. Кислухина О.В. и др. Ферментативный лизис микроорганизмов. А.-А. "Фаутан", 1990, с.30-44. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2216313C2 (ru) * 2000-12-25 2003-11-20 Савченков Сергей Николаевич Лечебно-профилактическое косметическое средство
CN1315532C (zh) * 2004-10-19 2007-05-16 上海新药研究开发中心 复合溶菌酶Lysoamidase喷雾剂及制备方法
US7951913B2 (en) 2006-06-02 2011-05-31 Biotika A.S. Method of polymyxin B recovery from fermentation broth
US8119371B2 (en) 2006-06-15 2012-02-21 Biotika A.S. Process for the preparation of polymyxin B employing (PAENI) Bacillus polymyxa
RU2367456C2 (ru) * 2007-05-23 2009-09-20 Закрытое акционерное общество "Биологические исследования и системы" Фармацевтическая композиция для местного применения, обладающая антибактериальным и некролитическим действием
RU2367455C2 (ru) * 2007-05-23 2009-09-20 Закрытое акционерное общество "Биологические исследования и системы" Фармацевтическая композиция для наружного и местного применения, обладающая антибактериальным и некролитическим действием
RU2367457C2 (ru) * 2007-05-23 2009-09-20 Закрытое акционерное общество "Биологические исследования и системы" Фармацевтическая композиция для наружного и местного применения, обладающая антибактериальным и некролитическим действием, на основе лизоамидазы

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5858962A (en) Composition for treating mastitis and other staphylococcal infections
Bryan General mechanisms of resistance to antibiotics
US6056955A (en) Topical treatment of streptococcal infections
US20050158253A1 (en) Compositions for treating biofilm
EP0359873A1 (en) Method of treating mastitis and other staphylococcal infections
Paine Jr et al. Observations on bacteria sensitive to, resistant to, and dependent upon streptomycin
Adler et al. Development of an improved selective medium for isolation of leptospires from clinical material
RU2139348C1 (ru) Средство для лизиса клеток грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов
Maraki et al. Surgical wound infection caused by Rahnella aquatilis
Meerovitch Some Biological Requirements and HOST–PARASITE Relations of Entamoeba Invadens
Murphy Elastase production by oral staphylococci
Livermore et al. Behaviour of TEM-1 β-lactamase as a resistance mechanism to ampicillin, mezlocillin and azlocillin in Escherichia coli
WO2004022048A1 (en) Fosfomycin and n-acetylcysteine for the treatment of biofilms caused by escheric ia coli and other pathogens of the urinary tract
Pollock et al. In vitro and in vivo studies of cellular lysis of oral bacteria by a lysozyme-protease-inorganic monovalent anion antibacterial system
Sabath Biochemical and physiologic basis for susceptibility and resistance of Pseudomonas aeruginosa to antimicrobial agents
RU2127310C1 (ru) Консорциум штаммов микроорганизмов-деструкторов: aeromonas species, alcaligenes denitrificans, arthrobacter species, используемый для очистки почв, почвогрунтов, вод от нефти, нефтепродуктов и остаточной замазученности
Rosenberg et al. Autocides and a paracide, antibiotic TA, produced by Myxococcus xanthus
RU2193063C2 (ru) Бактериолитический комплекс, способ его получения и штамм для осуществления способа
Watanakunakorn et al. Staphylococcal spheroplasts and L-colonies. III. Induction by lysostaphin
Lam et al. Therapeutic relevance of penicillin-induced hypersensitivity of Staphylococcus aureus to killing by polymorphonuclear leukocytes
Ved et al. Synergism between penicillin G and the antimicrobial ether lipid, rac‐1‐dodecylglycerol, acting below its critical micelle concentration
Marina et al. Bilophila wadsworthiain brain abscess: case report
Devriese Hemin-dependent mutants isolated from methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains
Flynn et al. Penicillins and Cephalosporins
Garcia et al. Penicillin post-antibiotic effects on the biology of group A streptococci

Legal Events

Date Code Title Description
QZ4A Changes in the licence of a patent

Effective date: 20031202