Полиамины как фактор регуляции синтеза кадаверина на фоне действия антибиотиков
DOI:
Ключевые слова:
лизиндекарбоксилаза, LdcC, CadA, экспрессия, полиамины, путресцин, кадаверин, спермидин, антибиотикиАннотация
Снижение чувствительности клеток E. coli к антибиотикам может быть связано с обусловленным кадаверином ограничением проницаемости клеточной стенки. Синтез кадаверина при этом осуществляется лизиндекарбоксилазами CadA или LdcC. Данное исследование посвящено анализу регуляции синтеза кадаверина в условиях добавки антибиотиков.Показано, что при внесении фторхинолонов возрастает экспрессия генов ldcC и cadA , что приводит к повышению активности кодируемых ими ферментов (преимущественно LdcC), обеспечивая в итоге накопление в клетках кадаверина. Полиамины путресцин и спермидин в этих условиях снижают экспрессию генов лизиндекарбоксилаз и уменьшают активность ферментов, но обеспечивают возрастание устойчивости бактериальных клеток к антибиотику за счет ослабления интенсивности антибиотик-индуцированного эндогенного окислительного стресса.При внесении β-лактамов отмечено возрастание экспрессии cadA , экспрессия ldcC значительно снижается. Тем не менее лизиндекарбоксилазная активность в этих условиях возрастает (за счет CadA), что приводит к накоплению кадаверина. Экзогенные полиамины снижают экспрессию cadA , активность соответствующего фермента и не оказывают положительного воздействия на выживаемость бактериальных клеток.Таким образом, четко установлены протекторные эффекты путресцина и спермидина в присутствии фторхинолонов и отсутствие таких эффектов в ответ на β-лактамы. Физиологическая роль кадаверина, синтезируемого в клетке в ответ на антибактериальные препараты, требует дальнейшего уточнения.
Библиографические ссылки
- Ткаченко А.Г., Шумков М.С., Ахова А.В. Адаптивные функции полиаминов при сублетальных воздействиях антибиотиков // Микробиология. - 2009. - Т. 78. - № 1. - С. 32-41.
- Miller J.H. Experiments in molecular genetics. - New York: Cold Spring Harbor, 1992.
- Tkachenko A.G., Pozhidaeva O.N., Shumkov M.S. Role of polyamines in formation of multiple antibiotic resistance of Escherichia coli under stress conditions // Biochemistry. - 2006. - Vol. 71. - P. 1042-1049.
- Kikuchi Y., Kurahashi O., Nagano T., et al. RpoS-dependent expression of the second lysine decarboxylase gene in Escherichia coli // Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. - 1998. - Vol. 62. - P. 1267-1270.
- Cohen S.S. What do the polyamines do? // Nature. - 1978. - Vol. 274. - P. 209-210.
- Ткаченко А.Г., Федотова М.В. Зависимость защитных функций полиаминов Escherichia coli от силы стрессорных воздействий супероксидных радикалов // Биохимия. - 2007. - Т. 72. - С. 109-116.
- Tkachenko A.G., Akhova A.V., Shumkov M.S., Nesterova L.Yu. Polyamines reduce oxidative stress in Escherichia coli cells exposed to bactericidal antibiotics // Research in microbiology. - 2012. - Vol. 163. - P. 83-91.
