RU2532227C1 - Strain enterococcus mundtii producing peptide substance with antilisterial ativity - Google Patents

Strain enterococcus mundtii producing peptide substance with antilisterial ativity Download PDF

Info

Publication number
RU2532227C1
RU2532227C1 RU2013147136/10A RU2013147136A RU2532227C1 RU 2532227 C1 RU2532227 C1 RU 2532227C1 RU 2013147136/10 A RU2013147136/10 A RU 2013147136/10A RU 2013147136 A RU2013147136 A RU 2013147136A RU 2532227 C1 RU2532227 C1 RU 2532227C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strain
pphs
activity
substance
bacteriocin
Prior art date
Application number
RU2013147136/10A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Храмов
Виктор Данилович Похиленко
Владимир Владимирович Перелыгин
Гульнур Тахавиевна Садикова
Тимур Ахмерович Калмантаев
Ирина Анатольевна Чукина
Эдуард Арсеньевич Светоч
Original Assignee
Федеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФБУН ГНЦ ПМБ)
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 Федеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФБУН ГНЦ ПМБ) filed Critical Федеральное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФБУН ГНЦ ПМБ)
Priority to RU2013147136/10A priority Critical patent/RU2532227C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532227C1 publication Critical patent/RU2532227C1/en

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to microbiology and biotechnology. What is presented is the strain Enterococcus mundtii GKPM (State Collection of Industrial Microorganisms) - Obolensk V-7424 producing a peptide substance having the antilisterial activity.
EFFECT: antimicrobial peptide substance Enterococcus mundtii GKPM - Obolensk V-7424 possesses the activity about 6400 - 12800 antigen units/ml on the test strain Listeria monocytogenes 776 and can be used for the decontamination of bioproducts, as well as materials infected by bacterial pathogens.
2 dwg, 4 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии и может быть применено для получения антимикробной пептидной субстанции - бактериоцина, используемого при производстве продовольственных продуктов, с целью профилактики и лечения пищевых заболеваний, вызываемых бактериальными патогенами, особенно листериями.The invention relates to biotechnology and can be used to obtain an antimicrobial peptide substance - bacteriocin, used in the manufacture of food products, for the prevention and treatment of food diseases caused by bacterial pathogens, especially Listeria.

Проблема антибиотикорезистентности, особенно борьба с возбудителями пищевых инфекций - консервантами, безопасными для человека, - актуальна.The problem of antibiotic resistance, especially the fight against foodborne pathogens - preservatives that are safe for humans - is relevant.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В последнее десятилетие внимание исследователей привлечено к бактериям из рода Enterococcus как потенциальных пробиотикам и продуцентам антимикробных субстанций пептидной природы, которые имеют высокий потенциал применения в производстве продуктов питания, кормов и биопрезервантов.In the last decade, the attention of researchers has been attracted to bacteria from the genus Enterococcus as potential probiotics and producers of antimicrobial substances of peptide nature, which have a high potential for use in the production of food, feed, and biological preservatives.

Несмотря на большое количество научных работ, выполненных в этом направлении и подтверждающих интерес к исследованиям такого рода, только единичные штаммы-продуценты бактериоцинов были доведены до практического использования (низин, педиоцин). Основные проблемы, с которыми сталкиваются разработчики на пути внедрения новых бактериоцинов, это безопасность штаммов-продуцентов и невысокий выход целевой продукции. Так, использование продуцентов бактериоцинов из рода Enterococcus в качестве пробиотиков вызывает настороженность: среди них встречаются штаммы, вызывающие заболевания человека и животных, а также штаммы носители генов резистентности к ванкомицину. У ряда штаммов этого рода выявлены такие факторы вирулентности, как адгезия к клеточным поверхностям, клеточная агрегация и конъюгация, гидролиз коллагена, гемоглобина, желатина (gelE), активация цитолизина, экспрессия адгезинов клеточной стенки (efaAfm). Эти факторы часто ассоциированы со штаммами вида Е. faecalis (Foulquié-Moreno et al., 2006; Mannu et al., 2003) - y некоторых из них выявили гены geIE, efaAfm, а также обнаружена резистентность к антибиотику ванкомицину (Eaton and Gasson, 2001).Despite the large amount of scientific work carried out in this direction and confirming interest in research of this kind, only a few strains producing bacteriocins were brought to practical use (nisin, pediocin). The main problems that developers face in introducing new bacteriocins are the safety of producer strains and the low yield of the target product. Thus, the use of bacteriocin producers from the genus Enterococcus as probiotics causes caution: among them there are strains that cause human and animal diseases, as well as strains that carry vancomycin resistance genes. Virulence factors such as adhesion to cell surfaces, cell aggregation and conjugation, hydrolysis of collagen, hemoglobin, gelatin (gelE), activation of cytolysin, expression of cell wall adhesins (efaAfm) have been identified in a number of strains of this genus. These factors are often associated with strains of the species E. faecalis (Foulquié-Moreno et al., 2006; Mannu et al., 2003) - some of them revealed the genes geIE, efaAfm, and antibiotic resistance to vancomycin (Eaton and Gasson, 2001).

Представители рода Enterососсus, применяемые в качестве продуцентов бактериоцинов типа энтероцинов, имеют хорошую перспективу в борьбе с бактериями, вызывающими порчу пищи и кишечные заболевания. Однако исследователями отмечаются невысокие выходы бактериоцинов, что ограничивает практическое использования представителей этого рода микроорганизмов.Representatives of the genus Enterosossus, used as producers of bacteriocins such as enterocins, have a good prospect in the fight against bacteria that cause food spoilage and intestinal diseases. However, researchers noted low yields of bacteriocins, which limits the practical use of representatives of this kind of microorganisms.

Таким образом, поиск в окружающей среде более безопасных и в то же время более продуктивных штаммов энтерококков продуцентов бактериоцинов, которые способны быть альтернативой антибиотикам и химиопрепаратам, является актуальной задачей биотехнологии.Thus, the search in the environment for safer and at the same time more productive strains of enterococcus producing bacteriocins, which can be an alternative to antibiotics and chemotherapy, is an urgent task of biotechnology.

Известен штамм Enterococcus mundtii ST4SA (Patent US 8444998), который продуцирует пептид - бактериоцин ST4SA (м.в. 3400 Да), обладающий антимикробными свойствами, однако представленные авторами высокие значения бактерицидной активности препарата относятся лишь к чувствительному тестовому штамму лактобактерий - Lactobacillus casei LHS. Активность в отношении листерий оценена только для одного представителя этого рода - непатогенного штамма Listeria innocua LMG 13568.A known strain of Enterococcus mundtii ST4SA (Patent US 8444998), which produces a peptide bacteriocin ST4SA (M.V. 3400 Da), which has antimicrobial properties, however, the high bactericidal activity of the drug presented by the authors, refers only to the sensitive test strain of lactobacilli - Lactobacillus caseiHS. Listeria activity was evaluated for only one representative of this genus, the non-pathogenic strain Listeria innocua LMG 13568.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является штамм Enterococcus faecium 1073, продуцирующий бактериоцин Е-1073 (м.в. 3256 Да), выделенный из кишечника бройлерного цыпленка, идентифицированный и исследованный в ГНЦ ПМБ. Этот штамм в условиях глубинного культивирования продуцировал в культуральную жидкость бактериоцин Е-1073 с активностью против L. monocytogenes на уровне 800-1600 АЕ/мл. Такой невысокий выход целевого продукта потребовал дополнительного использования специфических активаторов биосинтеза - конкурентных бактерий и сигнальных пептидов, что в целом усложняет технологию получения бактериоцинов.Closest to the proposed invention is a strain of Enterococcus faecium 1073, producing bacteriocin E-1073 (m.v. 3256 Da), isolated from the intestines of broiler chicken, identified and studied in the SSC MPB. This strain under conditions of deep cultivation produced bacteriocin E-1073 in the culture fluid with activity against L. monocytogenes at the level of 800-1600 AU / ml. Such a low yield of the target product required the additional use of specific activators of biosynthesis - competitive bacteria and signal peptides, which generally complicates the technology for producing bacteriocins.

Задачей настоящего изобретения является получение нового продуцента бактерицидной субстанции пептидной природы (бактериоцина) - представителя рода Enterососсus, обладающего более высоким выходом целевого продукта, антилистериозной активностью, не резистентного к ванкомицину и пригодного для снижения микробной обсемененности (деконтаминации) лабильных биопродуктов, а также материалов, инфицированных бактериальными патогенами.The objective of the present invention is to obtain a new producer of a bactericidal substance of peptide nature (bacteriocin) - a representative of the genus Enterosossus, which has a higher yield of the target product, antilisteriosis activity, is not resistant to vancomycin and is suitable for reducing microbial contamination (decontamination) of labile biological products, as well as materials infected with bacterial pathogens.

Поставленная задача решается тем, что предложен штамм Enterococcus mundtii PPHS-5-13, продуцирующий субстанцию пептидной природы (бактериоцина) с антилистериозной активностью, не обладающий резистентностью к ванкомицину.The problem is solved by the fact that the proposed strain Enterococcus mundtii PPHS-5-13, producing a substance of peptide nature (bacteriocin) with antilisteriosis activity, not resistant to vancomycin.

Штамм Enterococcus mundtii PPHS-5-13 депонирован в Государственной коллекции патогенных микроорганизмов и клеточных культур «ГКПМ - Оболенск», регистрационный номер В-7424.The strain Enterococcus mundtii PPHS-5-13 was deposited in the State collection of pathogenic microorganisms and cell cultures "GKPM - Obolensk", registration number B-7424.

Штамм Enterococcus mundtii PPHS-5-13 выделен из молочного продукта (прогорклого молока).The strain Enterococcus mundtii PPHS-5-13 is isolated from a dairy product (rancid milk).

Штамм Enterococcus mundtii PPHS-5-13 характеризуется следующими признаками:The strain Enterococcus mundtii PPHS-5-13 is characterized by the following features:

Культурально - морфологические признакиCultural - morphological characters

Штамм Enterococcus mundtii PPHS-5-13 неподвижен, колонии имеют окраску желтого цвета диаметром 1-1,5 мм, клетки штамма в мазках, окрашенных по Граму, имеют вид грамположительных «яйцевидных» кокков до 2 мкм в диаметре, каталазоотрицателен, растет в присутствии 2,5% хлористого натрия, в диапазоне температур от 10 до 45°С.Штамм негемолитичен, микроаэрофилл.The strain Enterococcus mundtii PPHS-5-13 is immobile, the colonies are yellow in color with a diameter of 1-1.5 mm, the cells of the strain in smears stained by Gram, have the form of gram-positive "egg-shaped" cocci up to 2 μm in diameter, catalase-negative, grows in the presence of 2.5% sodium chloride, in the temperature range from 10 to 45 ° C. The strain is not hemolytic, microaerophyll.

Биохимические признакиBiochemical signs

Биохимические свойства определяли с использованием систем rapid ID API 32 STREP (Bio-Merieux, Франция). Гидролизует аргинин, с помощью глюкозидаз и галактозидаз расщепляют некоторые олигосахариды, но не раффинозу и сорбозу. Ферментирует рибозу, маннит, лактозу, сахарозу, мальтозу, тагатозу, трегалозу. Способен образовывать ацетилметилкарбинол из глюкозы, ферментировать пятиатомный спирт арабит, но не обладает уреазной активностью. Чувствителен к ванкомицину (ПДК - менее 4 мг/мл).Biochemical properties were determined using rapid ID API 32 STREP systems (Bio-Merieux, France). Hydrolyzes arginine, with the help of glucosidases and galactosidases, they break down some oligosaccharides, but not raffinose and sorbose. It ferments ribose, mannitol, lactose, sucrose, maltose, tagatose, trehalose. Able to form acetylmethylcarbinol from glucose, ferment pentatomic alcohol arabit, but does not have urease activity. Sensitive to vancomycin (MPC - less than 4 mg / ml).

Штамм Enterococcus mundtii PPHS-5-13 продуцирует субстанцию пептидной природы - бактериоцин с антилистериозной активностью.The strain Enterococcus mundtii PPHS-5-13 produces a peptide substance - bacteriocin with antilisteriosis activity.

Исследования по идентификации выделенного нами штамма с использованием масс - спектрометра MALDI - TOF BioTyper (Microflex, Bruker Daltonik GmbH) дали достаточно высокие показатели уровня вероятности определения до уровня вида (2,300-2,500 или+++), которые позволили сделать заключение о его близости к музейному штамму из немецкой коллекции - Enterococcus mundtii 4840 DSM. Уточнение видовой принадлежности штамма на основе генетического типирования ДНК проводилось в ПЦР с праймерами, фланкирующими гены tuf, spacer 16S-13S rDNA, rpoA, gap.Ампликоны синтезированы с двумя парами праймеров: tuf и spacer 16S-13S rDNA. Секвенированная последовательность спейсера и последовательности, исследованные для ДНК изолированных колоний, совпали на протяжении 470 нуклеотидов в направлении от 23S rDNA. Сходство на уровне 97-98% для Е. mundtii АТСС 43186, определенное по программе BLAST, позволило уверенно отнести найденный штамм к виду Enterococcus mundtii.Studies on the identification of the strain that we isolated using a MALDI - TOF BioTyper mass spectrometer (Microflex, Bruker Daltonik GmbH) yielded fairly high indicators of the level of probability of determination to the level of the species (2,300-2,500 or +++), which made it possible to draw a conclusion about its proximity to a museum strain from the German collection - Enterococcus mundtii 4840 DSM. Specification of the species affiliation of the strain based on DNA genetic typing was carried out in PCR with primers flanking the tuf, spacer 16S-13S rDNA, rpoA, gap genes. The amplicons were synthesized with two pairs of primers: tuf and spacer 16S-13S rDNA. The sequenced spacer sequence and the sequences studied for DNA of isolated colonies coincided over 470 nucleotides in the direction from 23S rDNA. The similarity at the level of 97-98% for E. mundtii ATCC 43186, determined according to the BLAST program, allowed us to confidently attribute the found strain to the species Enterococcus mundtii.

Таким образом, на основании совокупности проведенных исследований патентуемый штамм отнесен к виду Enterococcus mundtii и депонирован как Enterococcus mundtii PPHS-5-13 (далее по тексту - штамм PPHS-5-13).Thus, based on the totality of the studies, the patented strain is classified as Enterococcus mundtii and deposited as Enterococcus mundtii PPHS-5-13 (hereinafter, strain PPHS-5-13).

Выделенная из среды культивирования пептидная субстанция штамма PPHS-5-13 ингибирует рост 23 патогенных штаммов вида Listeria monocytogenes, а также подавляет в различной степени рост Acinetobacter lwoffii; Pseudomonas aeruginosa 468; Staphylococcus aureus 46; Klebsiella pneumoniae 114; Enterobacter cloacae 190; Salmonella enteritidis 237; Shigella sonne ½ и Campylobacter jejuni (коллекция ГНЦ ПМБ)The peptide substance of strain PPHS-5-13 isolated from the culture medium inhibits the growth of 23 pathogenic strains of the species Listeria monocytogenes, and also inhibits the growth of Acinetobacter lwoffii to varying degrees; Pseudomonas aeruginosa 468; Staphylococcus aureus 46; Klebsiella pneumoniae 114; Enterobacter cloacae 190; Salmonella enteritidis 237; Shigella sonne ½ and Campylobacter jejuni (collection of SSC PMB)

Штамм PPHS-5-13 не токсичен для белых мышей при пероральном скармливании каждой особи по 100 мг сухой культуры, иммобилизованной в гранулу коммерческого корма. Штамм сохраняет способность продуцировать бактериоцин в кишечнике и после повторного выделения его из фекальной массы мышей.Strain PPHS-5-13 is not toxic to white mice by oral feeding of each individual 100 mg of dry culture, immobilized in a commercial feed pellet. The strain retains the ability to produce bacteriocin in the intestine and after its repeated isolation from the fecal mass of mice.

Предложен способ выращивания штамма PPHS-5-13 на плотных и жидких питательных средах на основе гидролизатов казеина или рыбной муки производства ГНЦ ПМБ с добавлением глюкозы или сахарозы, дрожжевого экстракта, цитрата, солей натрия, магния в ферментерах объемом до 100 литров при контролируемой температуре, рН и оптической плотности. Разделение клеток и получение бесклеточной жидкости, содержащей бактериоцин, проводится методом сепарирования в поле центробежных сил или мембранной фильтрации. Концентрирование бесклеточной жидкости (супернатанта-пермеата) осуществляется в два этапа: путем примерно 10-кратного упаривания на вакуумном роторном испарителе с последующим удалением водной фазы методом распылительного высушивания.A method for growing strain PPHS-5-13 on solid and liquid nutrient media based on casein hydrolysates or fish meal produced by the SSC PMB with the addition of glucose or sucrose, yeast extract, citrate, sodium salts, magnesium in fermenters up to 100 liters at a controlled temperature is proposed. pH and optical density. Separation of cells and obtaining acellular fluid containing bacteriocin is carried out by separation in the field of centrifugal forces or membrane filtration. Concentration of acellular liquid (supernatant-permeate) is carried out in two stages: by approximately 10-fold evaporation on a vacuum rotary evaporator, followed by removal of the aqueous phase by spray drying.

Извлечение активного начала (фракции бактериоцина) производится методом фазовой сепарации из регидратированного порошка супернатанта с использованием органического растворителя, что позволяет удалить до 96-98% (по массе) балластных компонентов. Наличие пептидной субстанции - бактериоцина в концентрате и оценка его активности и молекулярной массы определяются методом электрофореза в системе трицин-ДСН-полиакриламидный гель.Extraction of the active principle (bacteriocin fraction) is carried out by phase separation from the rehydrated supernatant powder using an organic solvent, which allows removal of up to 96-98% (by weight) of ballast components. The presence of the peptide substance - bacteriocin in the concentrate and the assessment of its activity and molecular weight are determined by electrophoresis in the system of tricin-SDS-polyacrylamide gel.

Пептидная природа субстанции бактериоцина подтверждается присутствием окрашенной Кумасси полоски на пластине геля, ее соответствия молекулярному маркеру и наличию зоны ингибирования листерий в месте расположения полоски. Пептидная природа подтверждается также полной потерей активности после обработки субстанции протеолитическими ферментами-химотрипсином и протеиназой K.The peptide nature of the bacteriocin substance is confirmed by the presence of a Coomassie-stained strip on the gel plate, its correspondence to the molecular marker and the presence of a listeria inhibition zone at the location of the strip. The peptide nature is also confirmed by the complete loss of activity after treatment of the substance with proteolytic enzymes-chymotrypsin and proteinase K.

Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:The invention is illustrated by the following graphic materials:

Фиг.1 - Колония штамма PPHS-5-13 диаметром 2 мм дает зону 35 мм на газоне L. monocytogenes 776.Figure 1 - The colony of strain PPHS-5-13 with a diameter of 2 mm gives a zone of 35 mm on the lawn L. monocytogenes 776.

Фиг.2 - Биотестирование концентрата супернатанта штамма PPHS-5-13 (1) и активной фракции (2), элюированной из хроматографической колонки HPLS: электрофорез в системе трицин-ДСН-ПААГ, маркеры (М) Page Ruler от 3,4 до 100 кДа, агар инокулирован L. monocytogenes 776.Figure 2 - Biotesting of the supernatant concentrate strain PPHS-5-13 (1) and the active fraction (2), eluted from the HPLS chromatographic column: electrophoresis in the system of tricin-SDS-PAGE, markers (M) Page Ruler from 3.4 to 100 kDa, agar is inoculated with L. monocytogenes 776.

Пример 1. Штамм PPHS-5-13 выделяют из прогорклого молока коровы по следующей схеме: молоко хранится при температуре 0-5°С в открытой пластиковой емкости в течение 3-4 недель. После появления признаков порчи и запаха прогорклости отбирают пробы молока для выделения выросших культур. Пробу разводят стерильной дистиллированной водой (1:1) и термостатируют при 30±1°С.Через 24 часа аликвот пробы высевают на ГРМ - агар (производство ГНЦ ПМБ) из серии десятикратных разведений, начиная с 5-го и по 8-е разведение. На выросшие на среде в чашке Петри колонии микроорганизмов с числом не более 50 наслаивают расплавленный питательный агар (45±5°С), предварительно инокулированный тестовым штаммом Listeria monocytogenes 776. Чашки с посевами инкубируют в термостате в течение 18-24 часов при температуре (37±0,5)°С.При просмотре чашки отмечают наличие зон ингибирования индикаторного штамма вокруг колоний и наиболее антагонистически активные из них пересевают на свежий питательный агар для последующего получения чистой культуры. На фиг. 1 представлены зоны ингибирования роста тестового штамма Listeria monocytogenes 776, образованные колониями чистой культуры штамма PPHS-5-13.Example 1. Strain PPHS-5-13 is isolated from rancid cow milk according to the following scheme: milk is stored at a temperature of 0-5 ° C in an open plastic container for 3-4 weeks. After signs of spoilage and the smell of rancidity appear, milk samples are taken to isolate the grown crops. The sample is diluted with sterile distilled water (1: 1) and thermostated at 30 ± 1 ° C. After 24 hours, aliquots of the sample are plated on the timing - agar (production of SSC PMB) from a series of ten-fold dilutions, starting from the 5th and the 8th dilution . On colonies of microorganisms grown on a medium in a Petri dish with a number of no more than 50, molten nutrient agar (45 ± 5 ° С), previously inoculated with the test strain Listeria monocytogenes 776, is layered. Inoculated plates are incubated for 18-24 hours at a temperature (37 ± 0.5) ° C. When viewing the cup, the presence of zones of inhibition of the indicator strain around the colonies is noted and the most antagonistically active ones are transferred to fresh nutrient agar for the subsequent production of a pure culture. In FIG. Figure 1 shows the zones of growth inhibition of the test strain of Listeria monocytogenes 776 formed by colonies of pure culture of strain PPHS-5-13.

Колонии, давшие наибольшие размеры зоны ингибирования, отбирают для последующих исследований. После нескольких пересевов чистая культура биохимически идентифицируется на тестовых системах API ID 32 STREP и ID 50 СН (Biomerieux, Франция) в соответствии с инструкциями производителя.Colonies that gave the largest dimensions of the zone of inhibition are selected for subsequent studies. After several passages, the pure culture is biochemically identified on test systems API ID 32 STREP and ID 50 CH (Biomerieux, France) in accordance with the manufacturer's instructions.

По результатам культуральных и биохимических свойств штамм PPHS-5-13 определяется, как способным к росту в температурном диапазоне 10-45°С, в присутствии 2,5% хлористого натрия, как факультативно анаэробный, негемолитичный, не образующий каталазу и неподвижный микроорганизм, образующий желтый пигмент.According to the results of cultural and biochemical properties, strain PPHS-5-13 is defined as capable of growth in the temperature range of 10-45 ° C, in the presence of 2.5% sodium chloride, as optionally anaerobic, non-hemolytic, non-catalase-forming and immobile microorganism, forming yellow pigment.

Из 49 углеводов (галактоза, глюкоза, фруктоза, манноза, манит, N-ацетилглюкозамин, амигдалин, арбутин, эскулин, салицин, целлобиоза, мальтоза, лактоза, сахароза, трегалоза, раффиноза, гликоген, гентиобиоза, тураноза, тагатоза и др.) стрип теста API 50 CHL штамм PPHS-5-13 ферментирует большинство (44) из них, за исключением глицерина, сорбитола, α-метил-D-маннозида, мелибиозы и крахмала. В таблице 1 представлены сравнительные данные по биохимическим свойствам штамма PPHS-5-13 и известного штамма E. mundtii ST4SA.Out of 49 carbohydrates (galactose, glucose, fructose, mannose, beckon, N-acetylglucosamine, amygdalin, arbutin, esculin, salicin, cellobiose, maltose, lactose, sucrose, trehalose, raffinose, glycogen, gentiobiosis, turanose, tagatosis, etc.) test API 50 CHL strain PPHS-5-13 ferments most (44) of them, with the exception of glycerol, sorbitol, α-methyl-D-mannoside, melibiosis and starch. Table 1 presents comparative data on the biochemical properties of the strain PPHS-5-13 and the known strain of E. mundtii ST4SA.

Таблица 1Table 1 Сравнение профилей ферментации углеводов патентуемого штамма PPHS-5-13 с известным штаммом Enterococcus mundtii ST4SAComparison of the carbohydrate fermentation profiles of the patented strain PPHS-5-13 with the known Enterococcus mundtii ST4SA strain № теста по API 50**API Test No. 50 ** Наименование углеводаCarbohydrate Name Метаболизм углеводов: да (+) или нет (-)Carbohydrate Metabolism: Yes (+) or No (-) Enterococcus mundtii PPHS-5-13Enterococcus mundtii PPHS-5-13 Ε. mundtii ST4SA*Ε. mundtii ST4SA * 1one GlycerolGlycerol -- ++ 1919 SorbitolSorbitol -- ++++ 20twenty α-methyl-D-mannosideα-methyl-D-mannoside -- ++++ 30thirty MelibioseMelibiose -- ++++ 3636 StarchStarch -- ++ D-tagatoseD-tagatose ++ -- (*) US Pat. 8444998, (**) API 50 CHL (Biomerieux, г.Марси-Летуаль, Франция)(*) US Pat. 8444998, (**) API 50 CHL (Biomerieux, Marcy-Letual, France)

Штамм PPHS-5-13, как следует из данных таблицы 1, не ферментирует глицерин, сорбитол, α-methyl-D-mannoside (метилманнозид), мелибиозу, крахмал, но ферментирует тагатозу, что отличает его от E. mundtii ST4SA.Strain PPHS-5-13, as follows from the data in table 1, does not ferment glycerol, sorbitol, α-methyl-D-mannoside (methyl mannoside), melibiosis, starch, but ferments tagatose, which distinguishes it from E. mundtii ST4SA.

Проведен анализ ДНК в ПЦР с праймерами, фланкирующими гены tuf, spacer 16S-23S rDNA, rpoA, gap.Ампликоны синтезированы с двумя парами праймеров: tuf и spacer 16S-23S rDNA. Последовательность спейсера и последовательности ДНК из изолированных колоний совпали на протяжении 470 нуклеотидов в направлении от 23S rDNA, за исключением одной позиции.DNA analysis was performed in PCR with primers flanking the tuf, spacer 16S-23S rDNA, rpoA, gap genes. The amplicons were synthesized with two pairs of primers: tuf and spacer 16S-23S rDNA. The spacer sequence and DNA sequence from isolated colonies coincided for 470 nucleotides in the direction from 23S rDNA, with the exception of one position.

Паспорт сиквенса - KF633469 (Links EMBL, Genbank, DDBJ). Описание: Enterococcus mundtii штамм SCPM-Obolensk: PPHS-5-13, ген 16S рибосомальной РНК, частичный сиквенс; 16S-23S рибосомальный межгенный спейсер РНК, полный сиквенс; и ген 23S рибосомальной РНК, частичный сиквенс. Длина 434 пары, последовательность:Sequence Passport - KF633469 (Links EMBL, Genbank, DDBJ). Description: Enterococcus mundtii strain SCPM-Obolensk: PPHS-5-13, 16S ribosomal RNA gene, partial sequence; 16S-23S ribosomal intergenic RNA spacer, full sequence; and 23S ribosomal RNA gene, partial sequence. Length 434 pairs, sequence:

1 GTCCCACCACGAGAGTTTGTAACACCTGAAGTCGGTGAGGTAACCTTTTGGAGCCAGCCG 601 GTCCCACCACGAGAGTTTGTAACACCTGAAGTCGGTGAGGTAACCTTTTGGAGCCAGCCG 60

61 CCTAAGGTGGGATAGATGATTGGGGTGAAGTCGTAACAAGGTAGCCGTATCGGAAGGTGC 12061 CCTAAGGTGGGATAGATGATTGGGGTTAGAGTCGTAACAAGGTAGCCGTATCGGAAGGTGC 120

121 GGCTGGATCACCTCCTTTCTAAGGAATATTACGGAGACTACACACGTTTGTCGATACTTT 180121 GGCTGGATCACCTCCTTTCTAAGGAATATTACGGAGACTACACACGTTTGTCGATACTTT 180

181 GTTCAGTTTTGAGAGGTCTACTCTCAAAATTTTGTTCATTGAAAACTGGATATTGAAGTA 240181 GTTCAGTTTTGAGAGGTCTACTCTCAAAATTTTTGTTCATTGAAAACTGGATATTGAAGTA 240

241 AAAATGTAAGTAATACAAACCGAGAACACCGCGTTGAATGAGTTTTTTAATAAGTTCAAT 300241 AAAATGTAAGTAATACAAACCGAGAACACCGCGTTGAATGAGTTTTTTAATAAGTTCAAT 300

301 TGCTTATTTTTCTTGATTGGACTTCTATCGCTAGAAGAAAGATCAAAACCCAACCGCAAG 360301 TGCTTATTTTTCTTGATTGGACTTCTATCGCTAGAAGAAAGATCAAAACCCAACCGCAAG 360

361 GTTGATAAGGTTAAGTGAATAAGGGCGCACGGTGGATGCCTTGGCACTAGGAGCCGATGA 420361 GTTGATAAGGTTAAGTGAATAAGGGGCGCACGGTGGATGCCTTGGCACTAGGAGCCGATGA 420

421 AGGACGGGACTAAC 434421 AGGACGGGACTAAC 434

Сравнение всего представленного фрагмента в BLAST показало, что он сходен с Е. hirae АТСС 9790, а межгенная область - только с Е. mundtii АТСС 43186 (сходство 87-98%). В тоже время сходство с другими представителями того же вида хуже и в области гена и в межгенной области.Comparison of the entire fragment presented in BLAST showed that it is similar to E. hirae ATCC 9790, and the intergenic region only to E. mundtii ATCC 43186 (similarity 87-98%). At the same time, similarity with other representatives of the same species is worse both in the gene region and in the intergenic region.

На основании выполненных исследований физиолого-биохимических и молекулярно-генетических исследований, а также с учетом образования микроорганизмом желтого пигмента, что не свойственно виду Е. hirae, штамм PPHS-5-13 отнесен к виду Enterococcus mundtii и депонирован как Enterococcus mundtii PPHS-5-13.Based on the studies of physiological-biochemical and molecular genetic studies, as well as taking into account the formation of a yellow pigment by the microorganism, which is not characteristic of the species E. hirae, strain PPHS-5-13 is assigned to the species Enterococcus mundtii and deposited as Enterococcus mundtii PPHS-5- 13.

Идентифицированную культуру штамма PPHS-5-13 смешивают с лактозополиглюкиновой защитной средой и суспензию с концентрацией микробных клеток - около 12×109 КОЕ/см3 разливают в стеклянные ампулы (3 см3) по 0,5 см3. Далее суспензию в ампулах лиофилизируют на установке Virtis 4К (США), а по завершении процесса ампулы заполняются инертным газом аргоном и асептически запаиваются. Ампулы хранятся при температуре (4-8)°С, с последующей перезакладкой через пять лет. Для регидратации и восстановления культуры используется физиологический раствор.The identified culture of strain PPHS-5-13 is mixed with a lactose-polyglucin protective medium and a suspension with a concentration of microbial cells - about 12 × 10 9 CFU / cm 3 is poured into glass ampoules (3 cm 3 ) of 0.5 cm 3 . Then, the suspension in ampoules is lyophilized on a Virtis 4K (USA) apparatus, and upon completion of the process, the ampoules are filled with inert gas with argon and aseptically sealed. Ampoules are stored at a temperature of (4-8) ° C, followed by re-laying after five years. Saline is used to rehydrate and restore the culture.

Пример 2. Условия и режимы культивирования штамма PPHS-5-13Example 2. Conditions and modes of cultivation of strain PPHS-5-13

Для определения способности штамма PPHS-5-13 к росту и продукции антимикробной субстанции на жидких питательных средах проводят культивирование в колбах и ферментерах малого (6 л) и большого (60 л) рабочих объемов.To determine the ability of strain PPHS-5-13 to grow and produce antimicrobial substances on liquid nutrient media, small (6 L) and large (60 L) working volumes are cultured in flasks and fermenters.

Готовится питательная среда следующего состава (г/л): гидролизат казеина солянокислотный - 5; дрожжевой экстракт - 5; натрий лимоннокислый - 3; сахароза - 20; натрий хлористый - 3; магний сернокислый - 0,05; калий фосфорнокислый 2-зам. - 1. Показатель рН 6,8-7,1 ед. Приготовленную среду разливают по 150 мл в 10 качалочных колб вместимостью 750 мл.Preparing a nutrient medium of the following composition (g / l): hydrolyzate casein hydrochloric acid - 5; yeast extract - 5; sodium citrate - 3; sucrose - 20; sodium chloride - 3; magnesium sulfate - 0.05; potassium phosphate 2-deputy. - 1. A pH of 6.8-7.1 units. The prepared medium is poured into 150 ml into 10 rocking flasks with a capacity of 750 ml.

Колбы размещают в качалке 120 об/мин, при 30-37°С, время культивирования до 20 часов. Через каждые 2 часа снимается одна колба для определения общего количества клеток (ОП550 нм) и антимикробной активности культуральной жидкости (супернатанта) в отношении тестового штамма листерий Listeria monocytogenes 776. Предварительно в супернатанте устанавливается показатель рН на уровне 6,0±0,5 (добавка КОН), а возможно, присутствующая там перекись водорода разрушается добавлением фермента каталазы (1 мг/мл). Подготовленные пробы, наносятся (10 мкл) на свежий посеянный газон тестовой культуры.The flasks are placed in a shaker 120 rpm, at 30-37 ° C, the cultivation time up to 20 hours. Every 2 hours, one flask is removed to determine the total number of cells (OD 550 nm ) and the antimicrobial activity of the culture fluid (supernatant) in relation to the test strain of Listeria monocytogenes 776 listeria. The pH value is previously set in the supernatant to 6.0 ± 0.5 ( KOH additive), and, possibly, hydrogen peroxide present therein is destroyed by the addition of the catalase enzyme (1 mg / ml). The prepared samples are applied (10 μl) to a freshly seeded lawn of a test culture.

Выращивание культуры в жидкой среде продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное значение антимикробной активности, как правило, после достижения максимума, обычно к 10-12 часам, активность начинает уменьшаться и это является сигналом для завершения процесса культивирования. Оптимальным показателем является накопление в культуральной жидкости активности на уровне 6400-12800 АЕ/мл против тестового штамма Listeria monocytogenes 776.Cultivation of the culture in a liquid medium continues until the maximum antimicrobial activity is reached, as a rule, after reaching a maximum, usually by 10-12 hours, the activity begins to decrease and this is a signal to complete the cultivation process. The optimal indicator is the accumulation in the culture fluid of activity at the level of 6400-12800 AU / ml against the test strain Listeria monocytogenes 776.

Для приготовления представительного количества антимикробной пептидной субстанции - бактериоцина культивирование штамма PPHS-5-13 проводят в лабораторном ферментере объемом 10 л (NBS, США; ЗУ, Россия) с использованием в качестве посевного материала культуры из колб в питательной среде следующего состава (г/л): гидролизат казеина солянокислотный - 5; дрожжевой экстракт - 5; натрий лимоннокислый - 3; сахароза - 20; натрий хлористый - 3; магний сернокислый - 0,05; калий фосфорнокислый 2-зам. - 1. Показатель рН 6,8-7,1 ед.To prepare a representative amount of the antimicrobial peptide substance, bacteriocin, the cultivation of strain PPHS-5-13 is carried out in a 10-liter laboratory fermenter (NBS, USA; ZU, Russia) using culture from flasks in the following medium (g / l) as seed ): hydrolyzate casein hydrochloric acid - 5; yeast extract - 5; sodium citrate - 3; sucrose - 20; sodium chloride - 3; magnesium sulfate - 0.05; potassium phosphate 2-deputy. - 1. A pH of 6.8-7.1 units.

Питательная среда указанного выше состава, залитая в ферментер, инокулируется посевным материалом штамма PPHS-5-13, содержащий около 109 микробных клеток в мл (по Тарасевичу). Объем посевного материала составляет 5% к объему питательной среды в 10 л ферментере. Основные параметры и условия культивирования штамма PPHS-5-13 в ферментере приведены в таблице 1.The nutrient medium of the above composition, poured into the fermenter, is inoculated with seed material of strain PPHS-5-13, containing about 109 microbial cells per ml (according to Tarasevich). The volume of seed is 5% of the volume of the nutrient medium in a 10 liter fermenter. The main parameters and cultivation conditions of the strain PPHS-5-13 in the fermenter are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 Параметры культивирования штамма PPHS-5-13 в 10 л ферментере и достигаемые параметры по оптической плотности и антилистериозной активности культуральной жидкостиThe cultivation parameters of strain PPHS-5-13 in a 10 L fermenter and the achieved parameters for optical density and antilisterial activity of the culture fluid Время роста, чGrowth time, h Температура, °СTemperature ° C Поддержка рН*PH support * Мешалка, об/минStirrer rpm Аэрация, л/минAeration, l / min Достигаемые выходы**Reachable ** ПО ОП(550 нм)PO OD (550 nm) По АА КЖAccording to AA QL 11,0±1,511.0 ± 1.5 34,0±1,034.0 ± 1.0 6,0±0,56.0 ± 0.5 220-450220-450 3±13 ± 1 2,8±0,62.8 ± 0.6 12800 АЕ/мл12800 AU / ml (*) корректировка введением 20% р-ра КОН. (**) ОП - оптическая плотность культуральной жидкости (КЖ), АА - антимикробная активность в отношении тест-штамма 776 Listeria monocytogenes, измеренная в арбитражных единицах на мл (АЕ/мл).(*) correction by the introduction of a 20% solution of KOH. (**) OD - optical density of the culture fluid (QL), AA - antimicrobial activity against test strain 776 Listeria monocytogenes, measured in arbitration units per ml (AE / ml).

По завершении процесса выращивания культуральную жидкость (КЖ) освобождают от клеток (центрифуга «Beckmann», 8000 об/мин, 5°С, 45 мин) и упаривают на роторном вакуумном испарителе в 10 раз. Концентрат супернатанта подвергают распылительному высушивания при следующих параметрах: температура входа/выхода -110°С/90°С, подача жидкости - около 17 мл/мин, расход воздуха - 100 м /ч. Полученный сухой порошок с остаточной влажностью до 6% имеет активность от 100 до 400 АЕ/мг и может быть использован для приготовления кормовых добавок, лечебных или деконтаминирующих растворов. Сухой порошок может быть дополнительно очищен от примесей и далее использован для проведения аналитических исследований.At the end of the cultivation process, the culture fluid (QL) is freed from the cells (Beckmann centrifuge, 8000 rpm, 5 ° C, 45 min) and evaporated on a rotary vacuum evaporator 10 times. The supernatant concentrate is subjected to spray drying at the following parameters: inlet / outlet temperature -110 ° C / 90 ° C, fluid flow - about 17 ml / min, air flow - 100 m / h. The resulting dry powder with a residual moisture content of up to 6% has an activity of 100 to 400 AU / mg and can be used to prepare feed additives, medical or decontaminating solutions. Dry powder can be further purified from impurities and further used for analytical studies.

Пример 3. Частичная очистка антимикробной пептидной субстанции бактериоцина Для частичной очистки бактерецидной субстанции из концентрата супернатанта используют метод солевой преципитации с помощью сульфата аммония или метод фазовой сепарации с применением органического растворителя.Example 3. Partial purification of the antimicrobial peptide substance of bacteriocin. For partial purification of the bactericidal substance from the supernatant concentrate, the method of salt precipitation using ammonium sulfate or the phase separation method using an organic solvent is used.

Порошок супернатанта, содержащий бактерицидную субстанцию с активностью 100 АЕ/мг, взятый в количестве 10 г, разводят в 100 мл стерильной дистиллированой воды до концентрации 100 мг/мл и тщательно перемешивают до полного суспендирования. Далее в 100 мл суспензии вносят до 60% твердого сульфата аммония, смесь перемешивается и помещается в холодильник на 24 часа (температура 4°С). По истечении этого времени стаканы помещают в центрифугу и седиментируют при 25000 G в течение 20 минут при температуре 0-5°С. Надосадочная жидкость удаляется, а к осадку в стаканах добавляют 50-100 мл дистиллированной воды до полного растворения осадка. Полученный раствор диализуют против дистиллированной воды в течение одних суток. Выход по отношению к суммарному расчетному количеству бактериоцина составил 30%, удельная активность - 10 АЕ/мг против Listeria monocytogenes 776. Затраченное время более 2 суток.A supernatant powder containing a bactericidal substance with an activity of 100 AU / mg, taken in an amount of 10 g, was diluted in 100 ml of sterile distilled water to a concentration of 100 mg / ml and thoroughly mixed until completely suspended. Then, up to 60% solid ammonium sulfate is added to 100 ml of the suspension, the mixture is stirred and placed in the refrigerator for 24 hours (temperature 4 ° C). After this time, the glasses are placed in a centrifuge and sedimented at 25000 G for 20 minutes at a temperature of 0-5 ° C. The supernatant is removed, and 50-100 ml of distilled water is added to the precipitate in the glasses until the precipitate is completely dissolved. The resulting solution was dialyzed against distilled water for one day. The yield relative to the total estimated amount of bacteriocin was 30%, the specific activity was 10 AU / mg against Listeria monocytogenes 776. The time spent was more than 2 days.

Другим методом частичной очистки субстанции бактериоцина было использование фазовой сепарации с применением низкокипящего, нерастворимого в воде органического растворителя. Порошок супернатанта, содержащий бактерицидную субстанцию в концентрации 100 АЕ/мг, взятый в количестве 10 г, разводят в 100 мл стерильной дистиллированой воды до концентрации 100 мг/мл и тщательно перемешивают до полного суспендирования. Далее к 100 мл суспензии добавляют 120 мл органического растворителя дихлорметана (ДХМ) и смесь гомогенизируют в течение 30 минут на смесителе со скоростью 1000 об/мин для формирования устойчивой эмульсии. Полученная эмульсия в объеме 220 мл разливается в 2 металлических стакана по 110 мл, устанавливается в бакет-роторе центрифуги «Beckmann» и центрифугируется при 5000 об/мин в течение 30 минут для сбора на границе фаз (вода/ДХМ) концентрированной эмульсии в виде интерфазной пленки (ИФП). ИФП отбирается путем слива верхней легкой (водной) и затем нижней тяжелой фазы (ДХМ), которые затем отбрасываются, а ИФП высушивается при 90°С до постоянного веса. В результате фазовой сепарации удаляется более 98% балластной массы, представляющей собой компоненты питательной среды, минеральные соли и метаболиты. Выход активной субстанции составляет до 95% активности от ее исходного уровня, при этом для ее получения затрачивается не более 3 часов. Полученный сухой порошок с удельной активностью 2000-3000 АЕ/мг является грубой фракцией бактериоцина. Дальнейшая очистка для проведения молекулярных исследований может быть при необходимости проведена общепринятыми методами колоночной хроматографии.Another method of partial purification of the bacteriocin substance was the use of phase separation using a low-boiling, water-insoluble organic solvent. A supernatant powder containing a bactericidal substance at a concentration of 100 AU / mg, taken in an amount of 10 g, was diluted in 100 ml of sterile distilled water to a concentration of 100 mg / ml and thoroughly mixed until completely suspended. Next, 120 ml of an organic solvent of dichloromethane (DCM) was added to 100 ml of the suspension, and the mixture was homogenized for 30 minutes on a mixer at a speed of 1000 rpm to form a stable emulsion. The resulting emulsion in a volume of 220 ml is poured into 2 metal cups of 110 ml each, installed in a Buckmann centrifuge bucket rotor and centrifuged at 5000 rpm for 30 minutes to collect the concentrated emulsion as an interphase at the phase boundary (water / DCM) films (IFP). The IFP is selected by draining the upper light (water) and then lower heavy phase (DXM), which are then discarded, and the IFP is dried at 90 ° C to constant weight. As a result of phase separation, more than 98% of the ballast mass, which is a component of the nutrient medium, mineral salts and metabolites, is removed. The output of the active substance is up to 95% of the activity from its initial level, while no more than 3 hours are spent for its production. The resulting dry powder with a specific activity of 2000-3000 AU / mg is a coarse fraction of bacteriocin. Further purification for molecular studies can, if necessary, be carried out by conventional column chromatography methods.

Пример 4. Физико-химические и биологические свойства грубой фракции бактериоцинаExample 4. Physico-chemical and biological properties of the crude fraction of bacteriocin

Пептидная природа фракции бактериоцина подтверждается преципитацией при обработке сульфатом аммония - классическому методу, широко используемому для первичной очистки протеинов. Другими фактами, доказывающими пептидную природу, является деградирующее действие протеолитических ферментов, а также выявление индивидуальной полосы пептида на электрофореограмме в системе Трицин-ДСН-ПААГ.The peptide nature of the bacteriocin fraction is confirmed by precipitation in the treatment with ammonium sulfate, a classical method widely used for primary protein purification. Other facts proving the peptide nature is the degrading effect of proteolytic enzymes, as well as the identification of an individual peptide band in an electrophoreogram in the Tricin-SDS-PAGE system.

В таблице 2 представлены результаты влияния на активность бактерицина протеолитических ферментов, показателя рН и действия высоких температур.Table 2 presents the results of the influence on the activity of bactericin of proteolytic enzymes, pH and high temperatures.

Таблица 2table 2 Влияние протеолитических ферментов, рН и высоких температур на активность бактериоцина.The effect of proteolytic enzymes, pH and high temperatures on the activity of bacteriocin. Ферменты*, рН и температураEnzymes *, pH and temperature Активность**Activity** Исходно,без обработкиInitially, no processing ++ Химотрипсин (рН 6-7)Chymotrypsin (pH 6-7) -- Протеиназа К (рН 6-7)Proteinase K (pH 6-7) -- 100°С, 30 мин (рН 2-10)100 ° C, 30 min (pH 2-10) ++ 121°С, 20 мин (рН 6-7)121 ° C, 20 min (pH 6-7) ++ 121°С, 20 мин (рН 10)121 ° C, 20 min (pH 10) -- (*) концентрации ферментов - 10 мг/мл
(**) + активность есть, - активности нет
(*) concentration of enzymes - 10 mg / ml
(**) + there is activity, - there is no activity

Из представленных в таблице 2 данных следует, что протеолитические ферменты инактивируют активность бактериоцина, сочетание высокой температуры 121°С, 20 мин (рН 10) также инактивирует бактериоцин, что соответствует описанию свойств бактериоцинов, отнесенных к классу 2 по Юаеппаттег T.R. (1988).From the data presented in table 2, it follows that proteolytic enzymes inactivate bacteriocin activity, a combination of high temperature 121 ° C, 20 min (pH 10) also inactivates bacteriocin, which corresponds to the description of the properties of bacteriocins classified as class 2 according to Yuepppatteg T.R. (1988).

Определение молекулярного веса бактериоцина в составе грубой фракции проводили в системе Трицин-ДСН-ПААГ электрофорез с использованием маркеров при постоянном напряжении 200 вольт в течение 2,5 часов. Биотестирование, т.е. антилистериозную активность выявляемых полос проводили на чашке Петри, в которую помещали окрашенный гель и заливали его тестовой агаровой культурой L. monocytogenes 776. Сопоставление пептидных полос с зоной ингибирования и показателями маркеров дает возможность оценить молекулярную массу исследуемого пептида. На снимке фигуры 2 приведены результаты биотестирования фракции бактериоцина Enterococcus mundtii PPHS-5-13: активный пептид виден в виде полоски, соответствующей молекулярному весу чуть менее 5 кДа.The molecular weight of the bacteriocin in the coarse fraction was determined in the Tricin-SDS-PAGE electrophoresis system using markers at a constant voltage of 200 volts for 2.5 hours. Biotesting, i.e. the antilisterial activity of the detected bands was carried out on a Petri dish in which the stained gel was placed and it was poured with L. monocytogenes 776 test agar culture. Comparison of the peptide bands with the inhibition zone and marker indices makes it possible to evaluate the molecular weight of the studied peptide. The picture of figure 2 shows the results of a biotesting of the bacteriocin fraction Enterococcus mundtii PPHS-5-13: the active peptide is visible in the form of a strip corresponding to a molecular weight of slightly less than 5 kDa.

Пример 5. Антимикробные свойства бактериоцина штамма PPHS-5-13 проверяли нанесением грубой пептидной фракции на свежезасеянные газоны штаммов листерий из числа депонированных в коллекции микроорганизмов ГНЦ ПМБ: L. monocytogenes EGDE; 10527; Gim 003; A; EGD; 766; 10357; С644; С-52; 11994; 7973; 4908; 4913; 944; 2; 6; М-5; 12 ИП; 13 ИП; 20 ИП; 46 ИП; 53 ИП; 766 ИП. Рост всех 23 приведенных штаммов был ингибирован при добавлении грубой фракции бактериоцина на свежеприготовленный газон этих культур в концентрации 15 мг/мл. Еще более чувствительными к бактериоцину PPHS-5-13 оказались непатогенные штаммы листерий, относящихся к видам L. ivanovii 4912, L. ivanovii АТСС 19119, L innocua NCTC11288, L. welshimeri, L. seeligeri SLCC5981.Example 5. The antimicrobial properties of the bacteriocin of strain PPHS-5-13 were checked by applying a coarse peptide fraction to freshly sown lawns of listeria strains from among those deposited in the collection of microorganisms of the SSC PMB: L. monocytogenes EGDE; 10527; Gim 003; A; EGD; 766; 10357; C644; S-52; 11994; 7973; 4908; 4913; 944; 2; 6; M-5; 12 PI; 13 PI; 20 IP; 46 IP; 53 IP; 766 SP. The growth of all 23 of these strains was inhibited by adding a coarse bacteriocin fraction to the freshly prepared lawn of these cultures at a concentration of 15 mg / ml. Non-pathogenic listeria strains belonging to the species L. ivanovii 4912, L. ivanovii ATCC 19119, L innocua NCTC11288, L. welshimeri, L. seeligeri SLCC5981 were even more sensitive to bacteriocin PPHS-5-13.

Таким образом, из 23 видов, наиболее часто встречающихся патогенных листерий, все они были чувствительны к пептидной субстанции штамма PPHS-5-13. Антимикробная субстанция штамма PPHS-5-13 была активна в различной степени против других грамположительных и некоторых грамотрицательных патогенных микроорганизмов. Так, при определении минимальной подавляющей концентрации (МПК) грубой фракции бактериоцина, взятой в концентрации 15 мг/мл по сухой массе, но рассчитанного на содержание общего протеина, получены следующие результаты: Acinetobacter Iwoffii 125 - 0,2 мкг/мл; Pseudomonas aeruginosa 468 - 3,45 мкг/мл; Staphylococcus aureus 46 - 0,4 мкг/мл; Klebsiella pneumoniae 114 - 1,7 мкг/мл; Enterobacter cloacae 190 - 0,86 мкг/мл; Salmonella enteritidis 237 - 0,86 мкг/мл; Shigella sonne ½ - 0,2 мкг/мл и Campylobacter jejuni - 0,86 мкг/мл.Thus, of the 23 species that are most commonly found pathogenic Listeria, all of them were sensitive to the peptide substance of strain PPHS-5-13. The antimicrobial substance of strain PPHS-5-13 was active to varying degrees against other gram-positive and some gram-negative pathogenic microorganisms. So, when determining the minimum inhibitory concentration (MPC) of the coarse fraction of bacteriocin taken at a concentration of 15 mg / ml by dry weight, but calculated on the total protein content, the following results were obtained: Acinetobacter Iwoffii 125 - 0.2 μg / ml; Pseudomonas aeruginosa 468 - 3.45 μg / ml; Staphylococcus aureus 46 - 0.4 μg / ml; Klebsiella pneumoniae 114 - 1.7 μg / ml; Enterobacter cloacae 190 - 0.86 μg / ml; Salmonella enteritidis 237 - 0.86 mcg / ml; Shigella sonne ½ - 0.2 μg / ml and Campylobacter jejuni - 0.86 μg / ml.

Фракция бактериоцина, выделенная из среды культивирования штамма PPHS-5-13, подавляла рост штаммов B. anthracis 34F и B. anthracis 220 - диаметр зоны их ингибирования составлял 7,2 и 6 мм, соответственно.The bacteriocin fraction isolated from the cultivation medium of strain PPHS-5-13 inhibited the growth of B. anthracis 34F and B. anthracis 220 strains — the diameter of their inhibition zone was 7.2 and 6 mm, respectively.

Пример 6. Деконтаминирующяя активность жидкого препарата пептидной субстанции штамма PPHS-5-13 на образцах нативной кожи бройлеровExample 6. Decontaminating activity of a liquid preparation of the peptide substance of strain PPHS-5-13 on samples of native broiler skin

Антимикробная активность жидких препаратов бактериоцина была исследована в опытах с нативной кожей тушек коммерческих бройлеров. Алгоритм обработки кожи бройлера заимствован из работы Dickens et. al. (2000) по оценке деконтаминирующих свойств препаратов, используемых в производстве бройлеров в США (2005). Образцы кожи получены от коммерческих бройлеров, хранившихся на холоду после забоя в течение 3 суток. Кожа с помощью стального пробойника нарезалась на кружки площадью по 4,5 см2 каждый и инфицировалась смесью листерий и сальмонелл, взятых в концентрации 2,5×108 клеток/мл каждого вида (разведения - по стандарту ГИСК Тарасевича), и нанесенной в количестве 100 мкл на каждый образец кожи. После инкубирования в течение 30 минут при комнатной температуре поверхность образцов кожи орошалась жидким препаратом пептидной субстанции штамма PPHS-5-13, взятым в объеме 100 мкл. Обработанные образцы после 1 мин экспозиции были поставлены вертикально для стекания капель в течение 3 мин, и затем они были перенесены в холодильник (3-5)°С на 45 минут для предотвращения возможного роста бактерий. После завершения этого времени образцы энергично промывались стерильной дистиллированной водой в объеме 3 мл на каждый образец, а собранную воду исследовали на общее содержание аэробов. В таблице 3 представлены результаты изучения деконтаминирующего действия пептидной фракции PPHS-5-13 на кожу бройлера, инфицированной сальмонеллами и листериями.The antimicrobial activity of liquid bacteriocin preparations was studied in experiments with native carcass skin of commercial broilers. The broiler skin treatment algorithm is borrowed from Dickens et. al. (2000) on the evaluation of the decontaminating properties of drugs used in the production of broilers in the United States (2005). Skin samples were obtained from commercial broilers stored in the cold after slaughter for 3 days. The skin using a steel punch was cut into circles with an area of 4.5 cm 2 each and was infected with a mixture of Listeria and Salmonella taken at a concentration of 2.5 × 10 8 cells / ml of each type (dilutions according to Tarasevich’s GISK standard), and applied in an amount 100 μl per skin sample. After incubation for 30 minutes at room temperature, the surface of the skin samples was irrigated with a liquid preparation of the peptide substance of strain PPHS-5-13, taken in a volume of 100 μl. Treated samples after 1 min of exposure were placed vertically to drip for 3 minutes, and then they were transferred to a refrigerator (3-5) ° C for 45 minutes to prevent possible bacterial growth. After this time, the samples were washed vigorously with sterile distilled water in a volume of 3 ml per sample, and the collected water was examined for the total aerobic content. Table 3 presents the results of a study of the decontaminating effect of the PPHS-5-13 peptide fraction on broiler skin infected with Salmonella and Listeria.

Таблица 3Table 3 Уровень обсемененности инфицированной кожи бройлера после обработки антимикробным препаратом PPHS-5-13Seeding rate of infected broiler skin after treatment with PPHS-5-13 antimicrobial №№ пробNo. of samples Образцы куриной кожиChicken skin samples Содержание аэробов в смывах, ×103 КОЕ/млThe content of aerobes in washes, × 10 3 CFU / ml Уровень обсемененностиIncidence rate 1one Кожа нативная (контроль)Native skin (control) 349349 Нулевой*Zero* 22 Кожа, инфицированная сальмонеллами и листериямиSalmonella and Listeria infected skin 23302330 100%one hundred% 33 Кожа, инфицированная сальмонеллами и листериями с последующей обработкой PPHS-5-13Salmonella and Listeria-infected skin, followed by PPHS-5-13 690690 29,6%29.6% Примечание. (*) уровень исходной обсемененности кожи в контроле принят за нольNote. (*) the level of initial contamination of the skin in the control is taken as zero

Из представленных в таблице 3 данных следует, что при орошении кожи бройлера препаратом пептидной субстанции PPHS-5-13 содержание аэробов снизилось на 70,4%, практически до исходного уровня без применения химических реагентов и антибиотиков.From the data presented in table 3, it follows that when the broiler skin was irrigated with a peptide substance PPHS-5-13, the aerobic content decreased by 70.4%, almost to the initial level without the use of chemicals and antibiotics.

Claims (1)

Штамм Enterococcus mundtii PPHS-5/13, продуцирующий субстанцию пептидной природы с антилистериозной активностью, депонированный в Государственной коллекции патогенных микроорганизмов и клеточных культур "ГКПМ - Оболенск", регистрационный номер В-7424. The strain Enterococcus mundtii PPHS-5/13, producing a peptide substance with antilisterial activity, deposited in the State collection of pathogenic microorganisms and cell cultures "GKPM - Obolensk", registration number B-7424.
RU2013147136/10A 2013-10-23 2013-10-23 Strain enterococcus mundtii producing peptide substance with antilisterial ativity RU2532227C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013147136/10A RU2532227C1 (en) 2013-10-23 2013-10-23 Strain enterococcus mundtii producing peptide substance with antilisterial ativity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013147136/10A RU2532227C1 (en) 2013-10-23 2013-10-23 Strain enterococcus mundtii producing peptide substance with antilisterial ativity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2532227C1 true RU2532227C1 (en) 2014-10-27

Family

ID=53382267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013147136/10A RU2532227C1 (en) 2013-10-23 2013-10-23 Strain enterococcus mundtii producing peptide substance with antilisterial ativity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532227C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2599430C1 (en) * 2015-07-23 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" STRAIN OF LACTIC BACTERIA Enterococcus mundtii - PRODUCER OF LACTIC ACID AND ANTIBIOTIC SUBSTANCES
RU2689688C2 (en) * 2017-10-26 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" Strain lactobacillus enterococcus mundtii vkpm-12673 - producer of lactic acid and antibiotic substances
RU2711924C1 (en) * 2018-10-26 2020-01-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" Dry probiotic for fattening of farm animals and poultry

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2409661C2 (en) * 2009-02-12 2011-01-20 Федеральное государственное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФГУН ГНЦ ПМБ) Enterococcus faecium lvp1073 strain, producer of bacteriocin against bacterial pathogens, bacteriocin e1073 against bacterial pathogens, lactobacillus plantarum 1 lvp7 strain - bacteriocin e1073 synthesis inducer, signal peptide sp1073 - bacteriocin e1073 synthesis regulator, method for producing bacteriocin e1073
US8444998B2 (en) * 2006-05-28 2013-05-21 Cipla Medpro Research And Development (Pty) Ltd Probiotic strain and antimicrobial peptide derived therefrom

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8444998B2 (en) * 2006-05-28 2013-05-21 Cipla Medpro Research And Development (Pty) Ltd Probiotic strain and antimicrobial peptide derived therefrom
RU2409661C2 (en) * 2009-02-12 2011-01-20 Федеральное государственное учреждение науки Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (ФГУН ГНЦ ПМБ) Enterococcus faecium lvp1073 strain, producer of bacteriocin against bacterial pathogens, bacteriocin e1073 against bacterial pathogens, lactobacillus plantarum 1 lvp7 strain - bacteriocin e1073 synthesis inducer, signal peptide sp1073 - bacteriocin e1073 synthesis regulator, method for producing bacteriocin e1073

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FERREIRA A. E. et al. "Characterization of Enterocins Produced by Enterococcus mundtii Isolated from Humans Feces", Brazilian Archives of Biology and Technology, 2007, v.50, no. 2, pp. 249-258 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2599430C1 (en) * 2015-07-23 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" STRAIN OF LACTIC BACTERIA Enterococcus mundtii - PRODUCER OF LACTIC ACID AND ANTIBIOTIC SUBSTANCES
RU2689688C2 (en) * 2017-10-26 2019-05-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" Strain lactobacillus enterococcus mundtii vkpm-12673 - producer of lactic acid and antibiotic substances
RU2711924C1 (en) * 2018-10-26 2020-01-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" Dry probiotic for fattening of farm animals and poultry

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113170842B (en) Composite microecological preparation for preventing and treating necrotic enteritis of poultry and application thereof
CN108048373B (en) Bacillus subtilis AH1005 and application thereof
KR101349692B1 (en) The Alcohol resistant strain of lactic acid bacteria, Pediococcus acidilactici and its use
CN115044505A (en) Antibacterial lipopeptide produced by bacillus belgii and application of antibacterial lipopeptide in cosmetics and foods
RU2532227C1 (en) Strain enterococcus mundtii producing peptide substance with antilisterial ativity
CN110878270B (en) Lactobacillus paracasei subspecies paracasei and application thereof
CN113999793A (en) Lactobacillus plantarum with good fermentation characteristics and fragrance production function and screening method thereof
RU2409661C2 (en) Enterococcus faecium lvp1073 strain, producer of bacteriocin against bacterial pathogens, bacteriocin e1073 against bacterial pathogens, lactobacillus plantarum 1 lvp7 strain - bacteriocin e1073 synthesis inducer, signal peptide sp1073 - bacteriocin e1073 synthesis regulator, method for producing bacteriocin e1073
Halami et al. Characterization of bacteriocinogenic strains of lactic acid bacteria in fowl and fish intestines and mushroom
KR101899650B1 (en) Novle Lactobacillus plantarum KNU-03 strain having activities plant growth promotion and antifungal, and uses thereof
CN113755360B (en) Lactobacillus plantarum and application thereof
CN107937316B (en) Space lactobacillus reuteri Fullarton-9-71 and application
CN111778178B (en) Application of marine streptomyces griseoflavus HN60 in antibacterial aspect
CN110452857B (en) Lactobacillus plantarum for producing non-protein micromolecule antibacterial metabolites and application thereof
KR20070071911A (en) Novel lactobacillus sakei and use thereof
KR20170050251A (en) Stenotrophomonas rhizophila KNU-G02 strain enhancing germination and use thereof
CN112195137B (en) Bacillus belgii for antagonizing magnaporthe grisea and producing gamma-polyglutamic acid and application thereof
Ei-Hendawy et al. Characterization of two antagonistic strains of Rahnella aquatilis isolated from soil in Egypt
CN114891678A (en) Bacillus polymyxa CPL258 and screening and application thereof
CN113337403A (en) Chaetomium globosum HJF 13 strain and application thereof
CN113061550A (en) Lactobacillus new strain Z6 and application thereof in food
RU2787384C1 (en) Bacillus subtilis subsp. inaquosorum with antagonistic action against pathogenic and opportunitical microorganisms
Stoyanova et al. Bacterial Bulb Decay of Summer Snowflake/Leucojum Aestivum L.
CN114480204B (en) Bacillus nicotinate FY2 and application thereof
Ayyaz et al. Influence of Dieback Disease on Soil Chemistry and Bacterial Diversity in the Rhizosphere of Mango Plants