ВЫЯВЛЕНИЕ ГЕНОВ БАКТЕРИОЦИНОВ У ПРОБИОТИЧЕСКИХ ШТАММОВ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ Lactobacillus Acidophilus Д № 75 и Lactobacillus Acidophilus Д № 76

Цель исследования: поиск генов бактериоцинов у пробиотических штаммов Lactobacillus acidophilus Д № 75 и Lactobacillus acidophilus Д № 76, входящих в состав БАД «Витафлор». Материалы и методы: Антагонистическую активность штаммов L. acidophilus Д № 75 и Д № 76 оценивали методом отсроченного антагонизма. Идентификацию генов бактериоцинов проводили методом ПЦР с использованием праймеров, специфичных для генов бактериоцина гельветицина J. Амплифицированные фрагменты секвенировали при помощи секвенатора ABI PRISM® 310 Genetic Analyzer и анализировали с применением базы данных NCBI/BLASTX. Результаты: Исследуемые бактерии проявляют выраженную антагонистическую активность (АА) против Escherichia coli O75 и Salmonella Enteritidis 209. АА пробиотических штаммов возрастала в 2-2,5 раза в присутствии метабиотика БАД «Актофлор-С», что указывает на ее индуцибельную природу. В ДНК обоих штаммов были выявлены идентичные последовательности размером 537 пар оснований (п. о.), гомологичных фрагменту гена гельветицина штамма L. helveticus DPC4571 (ген lhv_1632). Секвенирование этих фрагментов показало, что они отличаются от референсной ДНК штамма DPC4571 тремя нуклеотидами (А вместо Г в позиции 46, Ц вместо Т в позиции 249 и А вместо Т в позиции 537), причем все эти замены не приводят к изменениям соответствующей аминокислотной последовательности бактериоцина. Кроме фрагмента 537 п. о. у штамма L. acidophilus Д № 76 был выявлен другой фрагмент гена бактериоцина величиной 283 п. о., имевший 95% гомологии с геном гельветицина J штамма L. helveticus R0052 (ген R0052_09025). В базе данных NCBI/BLASTX еще у 11 микроорганизмов, относящихся к L. acidophilus, L. amylovorus, L. crispatus, L. gallinarum, L. helveticus и L. kitasatonis, были обнаружены последовательности, гомологичные гену гельветицина штамма L. helveticus DPC4571. Заключение: Полученные данные свидетельствуют о существовании, по крайней мере, двух бактериоцинов у L. acidophilus Д № 76 и одного - у L. acidophilus Д № 75. Однако истинный потенциал бактериоцинов этих пробиотических штаммов для здоровья человека еще только предстоит раскрыть.

Актофлор-С, антагонистическая активность, Витафлор, гельветицин, гены бактериоцинов, лактобациллы, пробиотики, секвенирование

1. Weirich A, Hoffmann GF. Ernst Moro (1874-1951) - a great pediatric career started at the rise of university-based pediatric research but was curtailed in the shadows of Nazi laws. Eur J Pediatr. 2005 Oct;164(10):599-606. doi: 10.1007/s00431-005-1703-2.

2. Петров Л. Н., Вербицкая Н. Б., Добрица В. П., Галкин Г. Н., Петров Н. Л. Бактериальные пробиотики. Биотехнология, клиника, алгоритмы выбора. - СПб.: ФГУП Гос. НИИ ОЧБ, 2008. - 136 с.

3. Riley MA, Wertz JE. Bacteriocins: evolution, ecology, and application. Annu Rev Microbiol. 2002;56:117-37. doi: 10.1146/annurev.micro.56.012302.161024.

4. Cui Y, Zhang C, Wang Y, Shi J, Zhang L, Ding Z, Qu X, Cui H. Class IIa bacteriocins: diversity and new developments. Int J Mol Sci. 2012 Dec 6;13(12):16668-707. doi: 10.3390/ijms131216668.

5. Garneau S, Martin NI, Vederas JC. Two-peptide bacteriocins produced by lactic acid bacteria. Biochimie. 2002 May-Jun;84(5-6):577-92.

6. Annuk H, Shchepetova J, Kullisaar T, Songisepp E, Zilmer M, Mikelsaar M. Characterization of intestinal lactobacilli as putative probiotic candidates. J Appl Microbiol. 2003;94(3):403-12.

7. Joerger MC, Klaenhammer TR. Characterization and purification of helveticin J and evidence for a chromosomally determined bacteriocin produced by Lactobacillus helveticus 481. J Bacteriol. 1986 Aug;167(2):439-46.

8. Drider D, Fimland G, Héchard Y, McMullen LM, Prévost H. The continuing story of class IIa bacteriocins. Microbiol Mol Biol Rev. 2006 Jun;70(2):564-82. doi: 10.1128/MMBR.00016-05.

9. Вахитов Т. Я., Вербицкая Н. Б., Добролеж О. В., Полевая Е. В., Кобатов А. И. Влияние метаболитов пробиотических и патогенных бактерий на антагонистическую активность Lactobacillus acidophilus Д № 75 / Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). - 2013. - № 92 (08) - С. 312-327. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/08/pdf/22.pdf

10. Pranckutė R, Kaunietis A, Kuisienė N, Čitavičius DJ. Combining prebiotics with probiotic bacteria can enhance bacterial growth and secretion of bacteriocins. Int J Biol Macromol. 2016 Aug;89:669-76. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2016.05.041.

11. Dobson A, Cotter PD, Ross RP, Hill C. Bacteriocin production: a probiotic trait? Appl Environ Microbiol. 2012 Jan;78(1):1-6. doi: 10.1128/AEM.05576-11.

12. Fernandez B, Le Lay C, Jean J, Fliss I. Growth, acid production and bacteriocin production by probiotic candidates under simulated colonic conditions. J Appl Microbiol. 2013 Mar;114(3):877-85. doi: 10.1111/jam.12081.

13. van Soolingen D, Hermans PW, de Haas PE, Soll DR, van Embden JD. Occurrence and stability of insertion sequences in Mycobacterium tuberculosis complex strains: evaluation of an insertion sequence-dependent DNA polymorphism as a tool in the epidemiology of tuberculosis. J Clin Microbiol. 1991 Nov;29(11):2578-86.

14. Foster LM, Tompkins TA, Dahl WJ. A comprehensive post-market review of studies on a probiotic product containing Lactobacillus helveticus R0052 and Lactobacillus rhamnosus R0011. Benef Microbes. 2011 Dec 1;2(4):319-34. doi: 10.3920/BM2011.0032.

15. Drider D, Bendali F, Naghmouchi K, Chikindas ML. Bacteriocins: Not Only Antibacterial Agents. Probiotics Antimicrob Proteins. 2016 Aug 1. doi: 10.1007/s12602-016-9223-0.

16. Hegarty JW, Guinane CM, Ross RP, Hill C, Cotter PD. Bacteriocin production: a relatively unharnessed probiotic trait? F1000Res. 2016 Oct 27;5:2587. eCollection 2016. doi: 10.12688/f1000research.9615.1.

17. Ситкин С. И., Ткаченко Е. И., Вахитов Т. Я. Филометаболическое ядро микробиоты кишечника // Альманах клинической медицины. - 2015. - № 40. - С. 12-34. doi: 10.18786/2072-0505-2015-40-12-34.

18. Shenderov BA. Metabiotics: novel idea or natural development of probiotic conception. Microb Ecol Health Dis. 2013 Apr 12;24. doi: 10.3402/mehd.v24i0.20399.