В работе изучали биологическую активность лекарственных веществ с использованием биолюминесцентных аналитических технологий (БАТ) на основе природных и генно-инженерных светящихся бактерий. По результатам тестирования природных бактерий на чувствительность к антибиотикам был выбран наиболее перспективный тест-штамм Photobacterium leiognathi Sh1. Показана применимость БАТ для анализа антибактериальных препаратов на примере гентамицина сульфата (ЭК50 и ЭК100 для которые составили 0,2 мг/мл и 0,4 мг/мл соответственно), тетрациклина гидрохлорида (ЭК50 = 0,027 мг/мл и ЭК100 = 0,1 мг/мл) и бензилпенициллина натриевой соли (ЭК50 и ЭК100 равные 0,8 мг/мл и больше чем 1 мг/мл, соответственно). Определено, что наиболее выраженной специфической (антибактериальной) активностью обладает тетрациклина гидрохлорид, производное полифункционального гидронафтаценового соединения. Проведен биолюминесцентный анализ лекарственных веществ других фармакологических групп, который выявил наличие веществ-ингибиторов свечения бактерий, а также группу препаратов, не влияющих на бактериальную люминесценцию. Сравнение структуры этих соединений и их биологической активности выявило наиболее вероятные фармакофоры (фенотиазин, триметиламин, триэтиламин, 1-пропиламин и др.), ответственные за их неспецифическую антибактериальную активность. Показана применимость биотеста на хроническое действие с использованием морских светящихся бактерий, а также рекомбинантных биорепортерных штаммов на основе Escherichia coli (LUX) для более детального анализа биологической активности лекарственных веществ.
биотестирование, биологическая активность, лекарственные препараты, светящиеся бактерии
1. Waseem H., Williams M.R., Stedtfeld T., Chai B., Stedtfeld R.D., Cole J.R., Tiedje J.M., Hashsham S.A. Virulence factor activity relationships (VFARs): a bioinformatics perspective. Environ Sci Process Impacts, 2017, vol. 19, no. 3, pp. 247-260.
2. McBride D., Krekel T., Hsueh K., Durkin M.J. Pharmacokinetic drug evaluation of tedizolid for the treatment of skin infections. Expert Opin Drug Metab Toxicol., 2017, vol. 13, no. 3, pp. 331-337.
3. Григорьев В.Ю., Раздольский А.Н., Загребин А.О., Тонкопий В.Д., Раевский О.А. Классификационные QSAR модели острой токсичности органических соединений по отношению к daphnia magna. Химико- фармацевтический журнал, 2014, № 4, c. 21-24. [Grigoriev V.Yu., Razdolsky A.N., Zagrebin A.O., Tonkopiy V.D., Raevsky O.A. Classification QSAR models of acute toxicity of organic compounds with respect to daphnia magna. The Chemical-Pharmaceutical Journal, 2014, vol. 4, pp. 21-24. (In Russ.)]
4. Neale P.A., Leusch F.D.L., Escher B.I. Applying mixture toxicity modelling to predict bacterial bioluminescence inhibition by non-specifically acting pharmaceuticals and specifically acting antibiotics. Chemosphere, 2017, vol. 173, pp. 387-394.
5. Кацев А.М., Макемсон Дж. Идентификация светящихся бактерий, выделенных из черного и азовского морей. Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского Серия «Биология, химия», 2006, т. 19 (58), № 4, c. 111-116. [Katsev A.M., Makamson J. Identification of luminous bacteria isolated from the Black and Azov Seas. Uchenye zapiski Tavricheskogo Natsionalnogo Universiteta im. V.I. Vernadsky. Series "Biology, Chemistry.", 2006, vol. 19 (58), no. 4, pp. 111-116. (In Russ.)]
6. Малыгина В.Ю., Кацев А.М. Светящиеся бактерии Черного и Азовского морей. Экология моря, 2003, т. 64, c. 18-23. [Malygina V.Yu., Katsev A.M. Glowing bacteria of the Black and Azov Seas. Ecology of the Sea, 2003, vol. 64, pp. 18-23. (In Russ.)]
7. Кацев А.М. Некоторые характеристики Черноморских светящихся бактерий и их прикладное значение. Прикладная биохимия и микробиология, 2002, № 2, c. 189-192. [Katsev A.M. Some characteristics of the Black Sea luminous bacteria and their applied value. Applied Biochemistry and Microbiology, 2002, no. 2, pp. 189-192. (In Russ.)]
8. Кацев А.М., Сафронюк С.Л., Цокало И.Е., Шереметьева А.В., Стародуб Н.Ф. Оценка применимости биолюминесцентного анализа при определении активности лекарственных препаратов. Ветеринарна біотехнологія, 2013, № 22, с. 188-195. [Katsev A.M., Safronyuk S.L., Tsokalo I.E., Sheremetyev A.V., Starodub N.F. Evaluation of the applicability of bioluminescent analysis in determining the activity of drugs. Veterinary Biotechnology, 2013, vol. 22, pp. 188-195. (In Russ.)]
9. Bolelli L., Ferri E.N., Girotti S. The management and exploitation of naturally light-emitting bacteria as a flexible analytical tool: A tutorial. Anal Chim Acta, 2016, pp. 22-35.
10. Дерябин Д.Г. Бактериальная биолюминесценция: фундаментальные и прикладные аспекты. Наука, 2009, 245 c. [Deryabin D.G. Bacterial Bioluminescence: Fundamental and Applied Aspects. Science, 2009, pp. 245. (In Russ.)]
11. Chandra H., Bishnoi P., Yadav A., Patni B., Mishra A.P., Nautiyal A.R. Antimicrobial Resistance and the Alternative Resources with SpЭКial Emphasis on Plant-Based Antimicrobials. Plants (Basel), 2017, vol. 6, no. 2, pii: E16.
12. Сафронюк С.Л., Крамарь Т.В., Назаренко М.В. Оценка влияния заместителей в гетерофункциональных производных 1,2,4-триазинохиназолинтоиуксусной кислоты на биолюминесценцию бактерий. Вестник Томского государственного университета. Химия, 2016, № 4 (6), с. 39-49. [Safronyuk S.L., Kramar T.V., Nazarenko M.V. Bulletin of Tomsk State University. Chemistry, 2016, no. 4 (6), pp. 39-49. (In Russ.)]
13. Саломатин Е.М. Токсическое действие производных фенотиазина и методы их определения в биологических жидкостях. Судебно-медицинская экспертиза, 1966, № 1, с. 18-21. [Salomatin E.M. Toxic effect of phenothiazine derivatives and methods for their determination in biological fluids. Forensic medical examination, 1966, no. 1, pp. 18-21. (In Russ.)]
14. Ashford R.D. Ashford's Dictionary of Industrial Chemicals. 3rd. 2011, P. 9362.
15. Кацев А.М., Шандровская А.С., Абдураманова Э.Р. Оптимизация выбора органических растворителей для проведения скринигового биотестирования лекарственных веществ. Запорожский медицинский журнал, 2011, т. 13, № 1, с. 083-086. [Katsev A.M., Shandrovskaya A.S., Abduramanova E.R. Optimization of the choice of organic solvents for screening biotesting of drugs. Zaporozhye Medical Journal, 2011, vol. 13, no. 1, pp. 083-086. (In Russ.)]
16. Nosulenko I.S., Voskoboynik Y.U., Berest G.G., Safronyuk S.L., Kovalenko S.I., Kamyshnyi O.M., Polishchuk N.M., Sinyak R.S., Katsev A.V. Synthesis and antimicrobial activity of 6-Thioxo-6,7-dihydro-2H- [1,2,4]triazino [2,3-c]- quinazolin-2-one derivatives. Scientia Pharmaceutica, 2014, vol. 82, iss. 3, pp. 483-500.
