Взаємодія солей полігексаметиленгуанідину з ліпідними компонентами мембран
Ключові слова:
полігексаметиленгуанідин, дезінфектант, деструкція мембрани, ліпіди, мас- спектрометрія
Анотація
Досліджено можливості утворення в модельних системах стійких міжмолекулярних комплексів
між солями полігексаметиленгуанідину (ПГМГ) та окремими ліпідними компонентами
цитоплазматичних мембран (ЦПМ). В якості останніх використані холестерин і
фосфатидилхоліни, які містять залишки жирних кислот від С14:0 до С18:0. Поліалкіленгуанідин
ПГМГ належить до групи катіонних дезінфектантів. В експериментах були випробувані такі його
солі, як хлорид, сукцинат, малеат і валерат. На мас-спектрах MALDI-TOF MS і TOF-PDMS солі
ПГМГ представлені олігомерами (n = 2 - 10) з молекулярною масою від 300 до 1430 Да. Мас-
спектрометричні дослідження сумішей полікатіонів з ліпідами показали, що в рідкому
агрегатному стані незалежно від часу експозиції в діапазоні m/z до 3 000 стійкі міжмолекулярні
утворення між олігомерами ПГМГ та ліпідами відсутні. Перевірка припущення, що серед
можливих механізмів деструктивної дії ПГМГ на мембрани клітин може бути в тому числі й
руйнування молекул окремих фосфоліпідів, показало відсутність у препарату ліпазної активності.
Отримані результати дали можливість більш чітко зрозуміти біофізичні аспекти бактерицидної дії
ПГМГ. Зокрема, уточнено механізми, які спричиняють його мембранодеструктивну активність.
Визначено, що головною мішенню для препарату є фосфоліпідний бішар ЦПМ.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Воинцева И. И. Полигуанидины – дезинфекционные средства и полифункциональные добавки в композиционные материалы / И. И. Воинцева, П. А. Гембицкий. – М.: ЛКМ-пресс, 2009. – 304 с. /Voinceva I. I. Poliguanidiny – dezinfekcionnye sredstva i polifunkcional'nye dobavki v kompozicionnye materialy / I. I. Voinceva, P. A. Gembickij. – M.: LKM-press, 2009. – 304 s./
2. McDonnell G. Antiseptics and disinfectants: activity, action, and resistance / G. McDonnell А. Russell // Clinical Microbiol. Rev. – 1999. – № 1. – Vol. 12. – P. 147–179.
3. Broxton Р. A study of the antibacterial activity of some polyhexamethylene biguanides towards Escherichia coli ATCC 8739. / P. Broxton, P.M. Woodcock, M. Heatley, P. Gilbert // J Appl Bacteriol. – 1983. – Vol. 54. – Р. 345–353.
4. Gilbert P. Cationic antiseptics: diversity of action under a common epithet / P. Gilbert, L. Moore // J Appl Microbiol. – 2005. – Vol. 99. – P. 703–715.
5. Визначення бактерицидності універсального бактерицидного препарату «геоцид» / В. Л. Коваленко, А. В. Гнатенко, М. С. Шаргало [та ін.] // Ветеринарна біотехнологія. Бюл. – 2013. – Вип. 22. – С. 210–214. /Vyznachennja bakterycydnosti universal'nogo bakterycydnogo preparatu «geocyd» / V. L. Kovalenko, A. V. Gnatenko, M. S. Shargalo [ta in.] // Veterynarna biotehnologija. Bjul. – 2013. – Vyp. 22. – S. 210–214./
6. Лисиця А. В. Перспективи використання у тваринництві флокулянтних властивостей біоцидів на основі полімерних похідних гуанідину / А. В. Лисиця, М. С. Мандигра // Біологія тварин. – 2010. – Т. 12, № 1. – С. 334–340. /Lysycja A. V. Perspektyvy vykorystannja u tvarynnyctvi flokuljantnyh vlastyvostej biocydiv na osnovi polimernyh pohidnyh guanidynu / A. V. Lysycja, M. S. Mandygra // Biologija tvaryn. – 2010. – T. 12, № 1. – S. 334–340./
7. Лисиця А. В. Механізми бактерицидної дії полігексаметиленгуанідину / А. В. Лисиця // Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України. – 2011. – № 3 (25). Електронне видання: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/Nd/2011_3/11lav.pdf. /Lysycja A. V. Mehanizmy bakterycydnoi' dii' poligeksametylenguanidynu / A. V. Lysycja // Naukovi dopovidi Nacional'nogo universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannja Ukrai'ny. – 2011. – № 3 (25). Elektronne vydannja: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/Nd/2011_3/11lav.pdf./
8. Zhou Z. Interactions of biocidal guanidine hydrochloride polymer analogs with model membranes: a comparative biophysical study / Zhou Z., Zheng А., Zhong J. // Acta Biochеm. et Biophys. Sinica. – 2011. – Vol. 43. – № 9. – P. 729–737.
9. Polyhexametylene guanidine hydrochloride-based disinfectant: a novel tool to fight meticillin-resistant Staphylococcus aureus and nosocomial infections / M. K. Oule, R. Azinwi, A. Bernier [et al.] // J of medical microbiol. – 2008. – Vol. 57. – P. 1523–1528.
10. Лисиця А. В. Вплив полігексаметиленгуанідину гідрохлориду на плазматичну мембрану фібробластів курячих ембріонів та на штучну бішарову ліпідну мембрану / А. В. Лисиця, П. Ю. Кривошия, О. Я. Шатурський // Біотехнологія. – 2010. – Т. 3. – № 2. – С. 56–61. /Lysycja A. V. Vplyv poligeksametylenguanidynu gidrohlorydu na plazmatychnu membranu fibroblastiv kurjachyh embrioniv ta na shtuchnu bisharovu lipidnu membranu / A. V. Lysycja, P. Ju. Kryvoshyja, O. Ja. Shaturs'kyj // Biotehnologija. – 2010. – T. 3. – № 2. – S. 56–61./
11. Сыбачин А. В. Атомно-силовая микроскопия липидных бислоев на твердой подложке и их комплексов с катионным полимером / А. В. Сыбачин, Л. А. Царькова, А. А. Ярославов // Биологические мембраны. – 2010. – Т. 27. – С. 218–224. /Sybachin A. V. Atomno-silovaja mikroskopija lipidnyh bisloev na tverdoj podlozhke i ih kompleksov s kationnym polimerom / A. V. Sybachin, L. A. Car'kova, A. A. Jaroslavov // Biologicheskie membrany. – 2010. – T. 27. – S. 218–224./
12. Сыбачин А. В. Комплексы поликатионов с липидными мембранами: структура и свойства: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. хим. наук: спец. 02.00.06 «Высокомолекулярные соединения» / А. В. Сыбачин. – Москва, 2010. МГУ им. М.В. Ломоносова – 22 с. /Sybachin A. V. Kompleksy polikationov s lipidnymi membranami: struktura i svojstva: avtoref. dis. na soiskanie nauch. stepeni kand. him. nauk: spec. 02.00.06 «Vysokomolekuljarnye soedinenija» / A. V. Sybachin. – Moskva, 2010. MGU im. M.V. Lomonosova – 22 s./
13. Суходуб Л. Ф. Масс-спектрометрическое и квантовохимическое исследование димерных ассоциатов нуклеозидов / Л. Ф. Суходуб , С. А. Аксенов, А. И. Болдескул // Биофизика. – 1995. – Т. 40. – № 3. – С. 506–512. /Suhodub L. F. Mass-spektrometricheskoe i kvantovohimicheskoe issledovanie dimernyh associatov nukleozidov / L. F. Suhodub , S. A. Aksenov, A. I. Boldeskul // Biofizika. – 1995. – T. 40. – № 3. – S. 506–512./
14. Изучение совместного воздействия четвертичных аммониевых соединений и органической кислоты на модельные фосфолипидные мембраны / О. В. Ващенко, В. А. Пашинская, М. В. Косевич [и др.] // Бiофiзичний вiсник. – 2010. – Вип. 25. – № 2. – С. 55–72. /Izuchenie sovmestnogo vozdejstvija chetvertichnyh ammonievyh soedinenij i organicheskoj kisloty na model'nye fosfolipidnye membrany / O. V. Vashhenko, V. A. Pashinskaja, M. V. Kosevich [i dr.] // Biofizichnij visnik. – 2010. – Vip. 25. – № 2. – S. 55–72./
15. Лисиця А. В. Мас-спектрометричні дослідження олігомерного складу полігексаметиленгуанідину / А. В. Лисиця, А. В. Ребрієв, В. В. Поліщук // Біотехнологія. – 2012. – Т. 5. – № 5. – С. 109–113. /Lysycja A. V. Mas-spektrometrychni doslidzhennja oligomernogo skladu poligeksametylenguanidynu / A. V. Lysycja, A. V. Rebrijev, V. V. Polishhuk // Biotehnologija. – 2012. – T. 5. – № 5. – S. 109–113./
16. Лисиця А. В. Особливості дії полігексаметиленгуанідину на штучну пласку бішарову фосфоліпідну мембрану / А. В. Лисиця, О. Я. Шатурський // Наук. вісник Волинського нац. ун-ту ім. Л. Українки. – 2012. – № 2. – С. 79–83. /Lysycja A. V. Osoblyvosti dii' poligeksametylenguanidynu na shtuchnu plasku bisharovu fosfolipidnu membranu / A. V. Lysycja, O. Ja. Shaturs'kyj // Nauk. visnyk Volyns'kogo nac. un-tu im. L. Ukrai'nky. – 2012. – № 2. – S. 79–83./
17. Structure−Activity Relationships of Oligoguanidines - Influence of Counterion, Diamine, and Average Molecular Weight on Biocidal Activities / М. Albert, Р. Feiertag, G. Hayn [еt al.] // Biomacromolecules. – 2003. – V. 4 – № 6. – P. 1811–1817.
18. Финогенова О. А. Электрические потенциалы на границах липидных мембран при адсорбции одновалентных катионов и синтетических поликатионов: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. физ.-мат. наук: спец. 03.00.02 «Биофизика» / О. А. Финогенова. – Москва, 2009. – 20 с. /Finogenova O. A. Jelektricheskie potencialy na granicah lipidnyh membran pri adsorbcii odnovalentnyh kationov i sinteticheskih polikationov: avtoref. dis. na soiskanie nauch. stepeni kand. fiz.-mat. nauk: spec. 03.00.02 «Biofizika» / O. A. Finogenova. – Moskva, 2009. – 20 s./
19. Синтетические аналоги антимикробных пептидов из яда среднеазиатского паука Lachesana tarabaevi / А. А. Василевский, С. А. Козлов, О. Я. Шатурский [и др.] // Биоорганическая химия. – 2007. – Т. 33. – № 4. – С. 405–412. /Sinteticheskie analogi antimikrobnyh peptidov iz jada sredneaziatskogo pauka Lachesana tarabaevi / A. A. Vasilevskij, S. A. Kozlov, O. Ja. Shaturskij [i dr.] // Bioorganicheskaja himija. – 2007. – T. 33. – № 4. – S. 405–412./
20. Чмиленко Т. С. Образование бромфеноловым красным ионных ассоциатов и их взаимодействие с полигексаметиленгуанидином в водных растворах / Т. С. Чмиленко, Е. А. Галимбиевская, Ф. А. Чмиленко // Методы и объекты хим. анализа. – 2010. – Т. 5. – № 1. – С. 19–28. /Chmilenko T. S. Obrazovanie bromfenolovym krasnym ionnyh associatov i ih vzaimodejstvie s poligeksametilenguanidinom v vodnyh rastvorah / T. S. Chmilenko, E. A. Galimbievskaja, F. A. Chmilenko // Metody i ob#ekty him. analiza. – 2010. – T. 5. – № 1. – S. 19–28./
21. Infectious disease: connecting innate immunity to biocidal polymers / G. Gabriel, A. Som, A. Madkour [et al.] // Mater Sci Eng R Rep. – 2007. – № 8. – Vol. 57. – P. 28–64.
2. McDonnell G. Antiseptics and disinfectants: activity, action, and resistance / G. McDonnell А. Russell // Clinical Microbiol. Rev. – 1999. – № 1. – Vol. 12. – P. 147–179.
3. Broxton Р. A study of the antibacterial activity of some polyhexamethylene biguanides towards Escherichia coli ATCC 8739. / P. Broxton, P.M. Woodcock, M. Heatley, P. Gilbert // J Appl Bacteriol. – 1983. – Vol. 54. – Р. 345–353.
4. Gilbert P. Cationic antiseptics: diversity of action under a common epithet / P. Gilbert, L. Moore // J Appl Microbiol. – 2005. – Vol. 99. – P. 703–715.
5. Визначення бактерицидності універсального бактерицидного препарату «геоцид» / В. Л. Коваленко, А. В. Гнатенко, М. С. Шаргало [та ін.] // Ветеринарна біотехнологія. Бюл. – 2013. – Вип. 22. – С. 210–214. /Vyznachennja bakterycydnosti universal'nogo bakterycydnogo preparatu «geocyd» / V. L. Kovalenko, A. V. Gnatenko, M. S. Shargalo [ta in.] // Veterynarna biotehnologija. Bjul. – 2013. – Vyp. 22. – S. 210–214./
6. Лисиця А. В. Перспективи використання у тваринництві флокулянтних властивостей біоцидів на основі полімерних похідних гуанідину / А. В. Лисиця, М. С. Мандигра // Біологія тварин. – 2010. – Т. 12, № 1. – С. 334–340. /Lysycja A. V. Perspektyvy vykorystannja u tvarynnyctvi flokuljantnyh vlastyvostej biocydiv na osnovi polimernyh pohidnyh guanidynu / A. V. Lysycja, M. S. Mandygra // Biologija tvaryn. – 2010. – T. 12, № 1. – S. 334–340./
7. Лисиця А. В. Механізми бактерицидної дії полігексаметиленгуанідину / А. В. Лисиця // Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України. – 2011. – № 3 (25). Електронне видання: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/Nd/2011_3/11lav.pdf. /Lysycja A. V. Mehanizmy bakterycydnoi' dii' poligeksametylenguanidynu / A. V. Lysycja // Naukovi dopovidi Nacional'nogo universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannja Ukrai'ny. – 2011. – № 3 (25). Elektronne vydannja: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/Nd/2011_3/11lav.pdf./
8. Zhou Z. Interactions of biocidal guanidine hydrochloride polymer analogs with model membranes: a comparative biophysical study / Zhou Z., Zheng А., Zhong J. // Acta Biochеm. et Biophys. Sinica. – 2011. – Vol. 43. – № 9. – P. 729–737.
9. Polyhexametylene guanidine hydrochloride-based disinfectant: a novel tool to fight meticillin-resistant Staphylococcus aureus and nosocomial infections / M. K. Oule, R. Azinwi, A. Bernier [et al.] // J of medical microbiol. – 2008. – Vol. 57. – P. 1523–1528.
10. Лисиця А. В. Вплив полігексаметиленгуанідину гідрохлориду на плазматичну мембрану фібробластів курячих ембріонів та на штучну бішарову ліпідну мембрану / А. В. Лисиця, П. Ю. Кривошия, О. Я. Шатурський // Біотехнологія. – 2010. – Т. 3. – № 2. – С. 56–61. /Lysycja A. V. Vplyv poligeksametylenguanidynu gidrohlorydu na plazmatychnu membranu fibroblastiv kurjachyh embrioniv ta na shtuchnu bisharovu lipidnu membranu / A. V. Lysycja, P. Ju. Kryvoshyja, O. Ja. Shaturs'kyj // Biotehnologija. – 2010. – T. 3. – № 2. – S. 56–61./
11. Сыбачин А. В. Атомно-силовая микроскопия липидных бислоев на твердой подложке и их комплексов с катионным полимером / А. В. Сыбачин, Л. А. Царькова, А. А. Ярославов // Биологические мембраны. – 2010. – Т. 27. – С. 218–224. /Sybachin A. V. Atomno-silovaja mikroskopija lipidnyh bisloev na tverdoj podlozhke i ih kompleksov s kationnym polimerom / A. V. Sybachin, L. A. Car'kova, A. A. Jaroslavov // Biologicheskie membrany. – 2010. – T. 27. – S. 218–224./
12. Сыбачин А. В. Комплексы поликатионов с липидными мембранами: структура и свойства: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. хим. наук: спец. 02.00.06 «Высокомолекулярные соединения» / А. В. Сыбачин. – Москва, 2010. МГУ им. М.В. Ломоносова – 22 с. /Sybachin A. V. Kompleksy polikationov s lipidnymi membranami: struktura i svojstva: avtoref. dis. na soiskanie nauch. stepeni kand. him. nauk: spec. 02.00.06 «Vysokomolekuljarnye soedinenija» / A. V. Sybachin. – Moskva, 2010. MGU im. M.V. Lomonosova – 22 s./
13. Суходуб Л. Ф. Масс-спектрометрическое и квантовохимическое исследование димерных ассоциатов нуклеозидов / Л. Ф. Суходуб , С. А. Аксенов, А. И. Болдескул // Биофизика. – 1995. – Т. 40. – № 3. – С. 506–512. /Suhodub L. F. Mass-spektrometricheskoe i kvantovohimicheskoe issledovanie dimernyh associatov nukleozidov / L. F. Suhodub , S. A. Aksenov, A. I. Boldeskul // Biofizika. – 1995. – T. 40. – № 3. – S. 506–512./
14. Изучение совместного воздействия четвертичных аммониевых соединений и органической кислоты на модельные фосфолипидные мембраны / О. В. Ващенко, В. А. Пашинская, М. В. Косевич [и др.] // Бiофiзичний вiсник. – 2010. – Вип. 25. – № 2. – С. 55–72. /Izuchenie sovmestnogo vozdejstvija chetvertichnyh ammonievyh soedinenij i organicheskoj kisloty na model'nye fosfolipidnye membrany / O. V. Vashhenko, V. A. Pashinskaja, M. V. Kosevich [i dr.] // Biofizichnij visnik. – 2010. – Vip. 25. – № 2. – S. 55–72./
15. Лисиця А. В. Мас-спектрометричні дослідження олігомерного складу полігексаметиленгуанідину / А. В. Лисиця, А. В. Ребрієв, В. В. Поліщук // Біотехнологія. – 2012. – Т. 5. – № 5. – С. 109–113. /Lysycja A. V. Mas-spektrometrychni doslidzhennja oligomernogo skladu poligeksametylenguanidynu / A. V. Lysycja, A. V. Rebrijev, V. V. Polishhuk // Biotehnologija. – 2012. – T. 5. – № 5. – S. 109–113./
16. Лисиця А. В. Особливості дії полігексаметиленгуанідину на штучну пласку бішарову фосфоліпідну мембрану / А. В. Лисиця, О. Я. Шатурський // Наук. вісник Волинського нац. ун-ту ім. Л. Українки. – 2012. – № 2. – С. 79–83. /Lysycja A. V. Osoblyvosti dii' poligeksametylenguanidynu na shtuchnu plasku bisharovu fosfolipidnu membranu / A. V. Lysycja, O. Ja. Shaturs'kyj // Nauk. visnyk Volyns'kogo nac. un-tu im. L. Ukrai'nky. – 2012. – № 2. – S. 79–83./
17. Structure−Activity Relationships of Oligoguanidines - Influence of Counterion, Diamine, and Average Molecular Weight on Biocidal Activities / М. Albert, Р. Feiertag, G. Hayn [еt al.] // Biomacromolecules. – 2003. – V. 4 – № 6. – P. 1811–1817.
18. Финогенова О. А. Электрические потенциалы на границах липидных мембран при адсорбции одновалентных катионов и синтетических поликатионов: автореф. дис. на соискание науч. степени канд. физ.-мат. наук: спец. 03.00.02 «Биофизика» / О. А. Финогенова. – Москва, 2009. – 20 с. /Finogenova O. A. Jelektricheskie potencialy na granicah lipidnyh membran pri adsorbcii odnovalentnyh kationov i sinteticheskih polikationov: avtoref. dis. na soiskanie nauch. stepeni kand. fiz.-mat. nauk: spec. 03.00.02 «Biofizika» / O. A. Finogenova. – Moskva, 2009. – 20 s./
19. Синтетические аналоги антимикробных пептидов из яда среднеазиатского паука Lachesana tarabaevi / А. А. Василевский, С. А. Козлов, О. Я. Шатурский [и др.] // Биоорганическая химия. – 2007. – Т. 33. – № 4. – С. 405–412. /Sinteticheskie analogi antimikrobnyh peptidov iz jada sredneaziatskogo pauka Lachesana tarabaevi / A. A. Vasilevskij, S. A. Kozlov, O. Ja. Shaturskij [i dr.] // Bioorganicheskaja himija. – 2007. – T. 33. – № 4. – S. 405–412./
20. Чмиленко Т. С. Образование бромфеноловым красным ионных ассоциатов и их взаимодействие с полигексаметиленгуанидином в водных растворах / Т. С. Чмиленко, Е. А. Галимбиевская, Ф. А. Чмиленко // Методы и объекты хим. анализа. – 2010. – Т. 5. – № 1. – С. 19–28. /Chmilenko T. S. Obrazovanie bromfenolovym krasnym ionnyh associatov i ih vzaimodejstvie s poligeksametilenguanidinom v vodnyh rastvorah / T. S. Chmilenko, E. A. Galimbievskaja, F. A. Chmilenko // Metody i ob#ekty him. analiza. – 2010. – T. 5. – № 1. – S. 19–28./
21. Infectious disease: connecting innate immunity to biocidal polymers / G. Gabriel, A. Som, A. Madkour [et al.] // Mater Sci Eng R Rep. – 2007. – № 8. – Vol. 57. – P. 28–64.
Цитовано
Як цитувати
Lysytsya, A. V., & Rebriev, A. V. (1). Взаємодія солей полігексаметиленгуанідину з ліпідними компонентами мембран. Біофізичний вісник, 1(29). вилучено із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/2325
Розділ
Біофізика клітини
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
