Оценка потенциальной генотоксичности новых производных фуранона – QS-ингибиторов

Э.В. Бабынин, Р.М. Глазкова, А.Р. Курбангалиева

Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

Полный текст PDF

Аннотация

Quorum sensing (QS) представляет собой регуляторный механизм, с помощью которого бактерии способны координировать экспрессию определенных генов в ответ на плотность их популяции, производя, секретируя и детектируя малые сигнальные молекулы. На основе данных о том, что QS-система регулирует бактериальную вирулентность, а также формирование биопленок, появляется возможность разрабатывать новые способы борьбы с определенными бактериальными инфекциями. Недавние исследования показали, что синтетические галогенированные фураноны способны ингибировать QS, что может иметь благоприятный терапевтический эффект. В настоящей работе новые галогенированные производные фуранона протестированы на способность ингибировать QS. Среди синтезированных нами соединений выявлены три, обладающие ингибирующей активностью в отношении QS. Отобранные соединения также проверены на наличие генотоксичности с помощью теста Эймса и SOS-lux-теста. Ни одно из соединений не проявило мутагенной активности на бактериальных тест-системах.

Ключевые слова: 2(5Н)-фураноны, ненасыщенные γ-лактоны, quorum sensing, генотоксичность, Salmonella

Литература

1. Fux C.A., Costerton J.W., Stewart P.S., Stoodley P. Survival strategies of infectious   biofilms // Trends Microbiol. – 2005. – V. 13, No 1. – P. 34–40. – doi: 10.1016/j.tim.2004.11.010.
2. LaSarre B., Federle M.J. Exploiting quorum sensing to confuse bacterial pathogens // Microbiol. Mol. Biol. Rev. – 2013. – V. 77, No 1. – P. 73–111. – doi: 10.1128/MMBR.00046-12.
3. Castillo-Juárez I., Maeda T., Mandujano-Tinoco E.A., Tomas M., Párez-Eretza B., Garcia-Contreras S.J., Wood T.K., García-Contreras R. Role of quorum sensing in bacterial infections // World J. Clin. Cases. – 2015. – V. 3, No 7. – P. 575–598. – doi: 10.12998/wjcc.v3.i7.575.
4. Reuter K., Steinbach A., Helms V. Interfering with bacterial quorum sensing // Perspect. Med. Chem. – 2016. – V. 8. – P. 1–15. – doi: 10.4137/PMC.S13209.
5. Guo M., Gamby S., Zheng Y., Sintim H.O. Small molecule inhibitors of AI-2 signaling in bacteria: state-of-the-art and future perspectives for anti-quorum sensing agents // Int. J. Mol. Sci. – 2013. – V. 14, No 9. – P. 17694–17728. – doi: 10.3390/ijms140917694.
6. Taga M.E., Bassler B.L. Chemical communication among bacteria // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. – 2003. – V. 100, Suppl. 2. – P. 14549–14554. – doi: 10.1073 pnas.1934514100.
7. Federle M.J., Bassler B.L. Interspecies communication in bacteria // J. Clin. Invest. –2003. – V. 112, No 9. – P. 1291–1299. – doi: 10.1172/JCI200320195.
8. Schauder S., Bassler B.L. The languages of bacteria // Genes Dev. – 2001. – V. 15, No 12. – P. 1468–1480. – doi: 10.1101/gad.899601.
9. Hentzer M., Givskov M. Pharmacological inhibition of quorum sensing for the treatment of chronic bacterial infections // J. Clin. Invest. – 2003. – V. 112, No 9. – P. 1300–1307. – doi: 10.1172/JCI20074.
10. Rasmussen T.B., Givskov M. Quorum-sensing inhibitors as anti-pathogenic drugs // Int. J. Med. Microbiol. – 2006. – V. 296, No 2–3. – P. 149–161. – doi: 10.1016/j.ijmm.2006.02.005.
11. Manefield M., Rasmussen T.B., Henzter M., Andersen J.B., Steinberg P., Kjelleberg S., Givskov M. Halogenated furanones inhibit quorum sensing through accelerated LuxR turnover // Microbiology. – 2002. – V. 148, Pt. 4. – P. 1119–1127. – doi: 10.1099/00221287-148-4-1119.
12. Ren D., Sims J.J., Wood T.K. Inhibition of biofilm formation and swarming of Escherichia coli by (5Z)-4-bromo-5-(bromomethylene)-3-butyl-2(5H)-furanone // Environ. Microbiol. – 2001. – V. 3, No 11. – P. 731–736. – doi: 10.1046/j.1462-2920.2001.00249.x.
13. Ren D., Sims J.J., Wood T.K. Inhibition of biofilm formation and swarming of Bacillus subtilis by (5Z)-4-bromo-5-(bromomethylene)-3-butyl-2(5H)-furanone // Lett. Appl. Microbiol. – 2002 – V. 34, No 4. – P. 293–299. – doi: 10.1046/j.1472-765x.2002.01087.x.
14. Surette M.G., Bassler B.L. Quorum sensing in Escherichia coli and Salmonella typhimurium // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. – 1998. – V. 95, No 12. – P. 7046–7050.
15. Maron D., Ames B.N. Revised methods for the Salmonella mutagenicity test // Mutat. Res. – 1983. – V. 113, No 3–4. – Р. 173–215. doi: 10.1016/0165-1161(83)90010-9.
16. Davidov Y., Rozen R., Smulski D.R., Van Dyk T.K., Vollmer A.C., Elsemore D.A.,  LaRossa R.A., Belkin S. Improved bacterial SOS promoter::lux fusions for genotoxicity detection // Mutat. Res. – 2000. – V. 466, No 1. – Р. 97–107. – doi: 10.1016/S1383-5718(99)00233-8.
17. Quillardet P., Huisman O., Dari R., Hofnung M. SOS Chromotest, a direct assay of induction of an SOS function in Escherichia coli K-12 to measure genotoxicity // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. – 1982. – V. 79, No 19. – P. 5971–5975.
18. Oda Y., Nakamura S., Oki L., Kato T., Shinagawa H. Evaluation of the new system (umu-test) for the detection of environmental mutagens and carcinogens // Mutat. Res. – 1985. – V. 147, No 5. – P. 219–229. – doi: 10.1016/0165-1161(85)90062-7.

Поступила в редакцию

30.01.17

Бабынин Эдуард Викторович, кандидат биологических наук, доцент кафедры генетики

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: edward.babynin@kpfu.ru

Глазкова Разина Маратовна, аспирант кафедры генетики

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

Курбангалиева Альмира Рафаэловна, кандидат химических наук, доцент кафедры органической химии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: Almira.Kurbangalieva@kpfu.ru

Для цитирования: Бабынин Э.В., Глазкова Р.М., Курбангалиева А.Р. Оценка потенциальной генотоксичности новых производных фуранона – QS-ингибиторов // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2017. – Т. 159, кн. 2. – С. 283–292.

For citation: Babynin E.V., Glazkova R.M., Kurbangalieva A.R. Evaluation of potential genotoxicity of new furanone derivatives – QS inhibitors. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2017, vol. 159, no. 2, pp. 283–292. (In Russian)

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.