antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2023-68-9-10-20-24antibiotics-1072Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИExperimental ResearchИзучение молекулярных параметров и антибактериальная активность пептидного препарата, полученного из лейкоцитов человекаStudy of Molecular Parameters and Antibacterial Activity of a Peptide Preparation Derived from Human LeukocytesВолковА. Г.VolkovA. G.

Волков Александр Геннадьевич — к. м. н., старший преподаватель кафедры фармакологии

Пермь

Alexander G. Volkov — Ph. D. in Medicine, senior lecturer at the Department of Pharmacology

Perm

8999-12-66-866@mail.ruКононоваЛ. И.KononovaL. I.

Кононова Людмила Ивановна — ведущий инженер лаборатории биохимии развития микроорганизмов

Пермь

Lyudmila I. Kononova — leading engineer of the Laboratory of Biochemistry of Microorganism Development

Perm

КоробовВ. П.KorobovV. P.

Коробов Владимир Павлович — к. м. н., доцент кафедры химии и биотехнологии; зав. лабораторией биохимии развития микроорганизмов

 

Пермь

Vladimir P. Korobov — Ph. D. in Medicine, Associate Professor of the Department of Chemistry and Biotechnology; Head of the Laboratory of Biochemistry of Microorganism Development

Perm

ВолковаЛ. В.VolkovaL. V.

Волкова Лариса Владимировна — д. м. н., профессор кафедры химии и биотехнологии

Пермь

Larisa V. Volkova — D. Sc. in Medicine, Professor of the Department of Chemistry and Biotechnology

Perm

ФГБОУ ВПО Пермский медицинский университет им. академика Е. А. ВагнераРоссияPerm State Medical University named after Academician E. A. WagnerRussian Federation«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» — филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наукРоссияInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation«Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук» — филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук; ФГБОУ ВПО Пермский национальный исследовательский политехнический университетРоссияInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; Perm National Research Polytechnic UniversityRussian FederationФГБОУ ВПО Пермский национальный исследовательский политехнический университетРоссияPerm National Research Polytechnic UniversityRussian Federation202315012024689-102024Copyright © Волков А.Г., Кононова Л.И., Коробов В.П., Волкова Л.В., 20242024Волков А.Г., Кононова Л.И., Коробов В.П., Волкова Л.В.Volkov A.G., Kononova L.I., Korobov V.P., Volkova L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/1072Актуальность

Актуальность. Изучение выделяемых из тканей живых организмов новых антимикробных субстанций имеет особое значение для медицины и биофармацевтической промышленности. В этой связи лейкоцитарные пептиды могут рассматриваться в качестве альтернативы традиционным антибиотикам для преодоления проблемы бактериальной антибиотикорезистентности.

Цель исследования

Цель исследования. Оценка молекулярной массы и биологической активности, полученных с помощью ультразвука лейкоцитарных пептидов. Методы исследования. Разделение лейкоцитарных пептидных комплексов на отдельные фракции методом обращённо-фазовой хроматографии и оценка их антибактериальной активности методами серийных разведений и диффузионным.

Результаты

Результаты. Исследованиями выявлено, что пептидная фракция с молекулярной массой 440–570 Да обладает выраженной антибактериальной активностью.

Выводы

Выводы. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о высоком лечебном потенциале лейкоцитарного белково-пептидного комплекса, обладающего широким спектром антибактериальной активности. 

Background

Background. The study of new antimicrobial substances isolated from the living organism tissues is of particular importance for medicine and the biopharmaceutical industry. Leukocyte peptides can act as an alternative to traditional antibiotics to overcome the bacterial antibiotic resistance problem.

Aim

Aim. Evaluation of molecular weight and biological activity of ultrasound-derived leukocyte peptides.

Methods

Methods. Separation of leukocyte peptide complexes into particular fractions by reverse phase chromatography and evaluation of their antibacterial activity by serial dilution and diffusion methods.

Results

Results. Studies have shown that one peptide fraction with a molecular weight of 440–570 Da has pronounced antibacterial activity.

Conclusion

Conclusion. The obtained experimental data testify to the high therapeutic potential of the leukocyte protein-peptide complex, which has a wide spectrum of antibacterial activity.

лейкоцитарные пептиды человекаантибактериальная активностьобращённо-фазовая хроматографияhuman leukocyte peptidesantibacterial activityreversed phase chromatographyReferencesБудихина А.С., Пинегин Б.В. Дефензины — мультифункциональные катионные пептиды человека. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2008; 2: 31.Budihina A.S., Pinegin B.V. Defenziny — mul'tifunkcional'nye kationnye peptidy cheloveka. Immunopatologiya, Allergologiya, Infektologiya. 2008; 2: 31. (in Russian)]Baltzer S.A., Brown M.H. Antimicrobial peptides — promising alternatives to conventional antibiotics. J Mol Microbiol Biotechnol. 2011; 20 (4): 228–235. doi: 10.1159/000331009.Baltzer S.A., Brown M.H. Antimicrobial peptides — promising alternatives to conventional antibiotics. J Mol Microbiol Biotechnol. 2011; 20 (4): 228–235. doi: 10.1159/000331009.Навашин С.М., Сазыкин Ю.О. Антибиотики: новые механизмы передачи резистентности. Антибиотики и химиотер. 1998; 6: 3–6.Navashin S.M., Sazykin Yu.O. Antibiotiki: novye mekhanizmy peredachi rezistentnosti. Antibiotiki i Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 1998; 6: 3–6. (in Russian)]Тапальский Д.В., Мозгова А.В., Козлова А.И. Эффективность комбинаций антибиотиков в отношении карбапенемрезистентных госпитальных изолятов Acinetobacter baumannii. Клиническая инфектология и паразитология. Спецвыпуск в Беларуси. 2014; 95–103.Tapal'skij D.V., Mozgova A.V., Kozlova A.I. Effektivnost' kombinacij antibiotikov v otnoshenii karbapenemrezistentnyh gospital'nyh izolyatov Acinetobacter baumannii. Klinicheskaya Infektologiya i Parazitologiya. Specvypusk v Belarusi 2014; 95–103. (in Russian)]Шагинян И.А., Дмитриенко О.А. Молекулярная эпидемиология инфекций, вызываемых метициллинустойчивыми стафилококками. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2003; 3: 99–109.Shaginyan I.A., Dmitrienko O.A. Molekulyarnaya epidemiologiya infekcij, vyzyvaemyh meticillinustojchivymi stafilokokkami. Zhurnal Mikrobiologii, Epidemiologii i Immunobiologii. 2003; 3: 99–109. (in Russian)]Alalwani S.M., Sierigk J., Herr Ch., Pinkenburg O., Gallo R., Vogelmeier C., Bals R. The antimicrobial peptide LL-37 modulates the inflammatory and host defense response of human neutrophils. Eur J Immunol. 2010; 40 (4): 1118–1126. doi: 10.1002/eji.200939275.Alalwani S.M., Sierigk J., Herr Ch., Pinkenburg O., Gallo R., Vogelmeier C., Bals R. The antimicrobial peptide LL-37 modulates the inflammatory and host defense response of human neutrophils. Eur J Immunol. 2010; 40 (4): 1118–1126. doi: 10.1002/eji.200939275.Hoskin D.W., Ramamoorthy A. Studies on anticancer activities of antimicrobial peptides. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Biomembranes. 2008; 1778: 357–375.Hoskin D.W., Ramamoorthy A. Studies on anticancer activities of antimicrobial peptides. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Biomembranes. 2008; 1778: 357–375.Pulido D., Torrent M., Andreu D., Nogués M.V., Boix E. Two human host defense ribonucleases against mycobacteria, the eosinophil cationic protein (RNase 3) and RNase 7. Antimicrob Agents Chemother. 2013; 57: 3797–3805. doi: 10.1128/AAC.00428-13.Pulido D., Torrent M., Andreu D., Nogués M.V., Boix E. Two human host defense ribonucleases against mycobacteria, the eosinophil cationic protein (RNase 3) and RNase 7. Antimicrob Agents Chemother. 2013; 57: 3797–3805. doi: 10.1128/AAC.00428-13.Chan D.I., Prenner E.J., Vogel H.J. Tryptophan- and arginine-rich antimicrobial peptides: structures and mechanisms of action. Biochim Biophys Acta. 2006; 1758 (9): 1184–1202. doi: 10.1016/j.bbamem.2006.04.006.Chan D.I., Prenner E.J., Vogel H.J. Tryptophan- and arginine-rich antimicrobial peptides: structures and mechanisms of action. Biochim Biophys Acta. 2006; 1758 (9): 1184–1202. doi: 10.1016/j.bbamem.2006.04.006.Lim H.S., Chun S.M., Soung M.G., Kim J., Kim S.J. Antimicrobial efficacy of granulysin-derived synthetic peptides in acne vulgaris. Int J Dermatol. 2015; 54 (7): 853–862. doi: 10.1111/ijd.12756.Lim H.S., Chun S.M., Soung M.G., Kim J., Kim S.J. Antimicrobial efficacy of granulysin-derived synthetic peptides in acne vulgaris. Int J Dermatol. 2015; 54 (7): 853–862. doi: 10.1111/ijd.12756.Мусин Х.Г. Антимикробные пептиды — потенциальная замена традиционным антибиотикам. Инфекция и иммунитет. 2018; 3: 295–308.Мусин Х.Г. Антимикробные пептиды — потенциальная замена традиционным антибиотикам. Инфекция и иммунитет. 2018; 3: 295–308. [Musin H.G. Antimikrobnye peptidy — potencial'naya zamena tradicionnym antibiotikam. Infekciya i Immunitet. 2018; 3: 295–308. (in Russian)]Жаркова М.С., Орлов Д.С., Кокряков В.Н., Шамова О.В. Антимикробные пептиды млекопитающих: классификация, биологическая роль, перспективы практического применения. Вестник СПбГу. сер. 3. Вып. 1. 2014; 98–114.Zharkova M.S., Orlov D.S., Kokryakov V.N., Shamova O.V. Antimikrobnye peptidy mlekopitayushchih: klassifikaciya, biologicheskaya rol', perspektivy prakticheskogo primeneniya. Vestnik SPbGu. 2014; 3, 1: 98–114. (in Russian)]Патент РФ на изобретение № 2076715./1991. Мац А.Н., Перепечкина Н.П., Воейкова Е.С., Райхер Л.И. и др. Способ получения препарата «Аффинолейкин» для противоинфекционной иммунотерапии.Patent RUS № 2076715./1991. Mac A.N., Perepechkina N.P., Voejkova E.S., Rajher L.I. i dr. Sposob polucheniya preparata «Affinolejkin» dlya protivoinfekcionnoj immunoterapii. (in Russian)]Мац А. Н., Боков М.Н., Кузьмина М.Н. Концепция низкомолекулярных антигенспецифичных цитокинов и её новые практические приложения. Аллергология и иммунология. 2008; 4: 444–447.Mats A. N., Bokov M.N., Kuz'mina M.N. Koncepciya nizkomolekulyarnyh antigenspecifichnyh citokinov i eyo novye prakticheskie prilozheniya. Allergologiya i Immunologiya. 2008; 4: 444–447. (in Russian)]Bennett W.F., Hong C.K., Wang Y., Tieleman D.P. Antimicrobial peptide simulations and the influence of force field on the free energy for pore formation in lipid bilayers. J Chem. Theory Comput. 2016; 12 (9): 4524–4533. doi: 10.1021/acs.jctc.6b00265.Bennett W.F., Hong C.K., Wang Y., Tieleman D.P. Antimicrobial peptide simulations and the influence of force field on the free energy for pore formation in lipid bilayers. J Chem. Theory Comput. 2016; 12 (9): 4524–4533. doi: 10.1021/acs.jctc.6b00265.Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. Под ред. С. Щукина. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005.Osnovy vzaimodejstviya ul'trazvuka s biologicheskimi ob'ektami. S. Shchukin (ed.). Moscow: MGTU im. N.E. Baumana; 2005. (in Russian)]Акопян В.Б., Ершов Ю.А., Щукин С.И. Ультразвук в медицине, ветеринарии и биологии: учебное пособие для бакалавриата и магистратуры. Под ред. С. И. Щукина. М.: Юрайт, 2017; 223с.Akopyan V.B., Ershov YU.A., Shсhukin S.I. Ul'trazvuk v medicine, veterinarii i biologii: uchebnoe posobie dlya bakalavriata i magistratury. S. I. Shchukina (ed.). Moscow: YUrajt. 2017; 223. (in Russian)]Волкова Л.В., Гришина Т.А., Волков А.Г. Фракционный состав лейкоцитарного лизата и его биологические свойства. Современные проблемы науки и образования. 2019; 1. http://scienceeducation.ru/ru/article/view?id=28527Volkova L.V. ,Grishina T.A., Volkov A.G. Frakcionnyj sostav lejkocitarnogo lizata i ego biologicheskie svojstva. Sovremennye Problemy Nauki i Obrazovaniya. 2019; 1. http://science-education.ru/ru/article/view?id=28527 (in Russian)]Ибрагимов А.Н., Бикмуллин А.Г., Сатаева Д.А. и др. Хроматографические методы очистки белков. Казань. 2013; 48.Ibragimov A.N., Bikmullin A.G., Sataeva D.A. et al. Hromatograficheskie metody ochistki belkov. Kazan: 2013; 48. (in Russian)]Журлов О.С. Фракционирование антимикробных пептидов тромбоцитарного лизата (HPL). Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований 2016; 3: 247–250.Zhurlov O.S. Frakcionirovanie antimikrobnyh peptidov trombocitarnogo lizata (HPL). Mezhdunarodnyj Zhurnal Prikladnyh i Fundamental'nyh Issledovanij. 2016; 3: 247–250. (in Russian)]Патент РФ на изобретение № 2737730/ 2019 г. Волкова Л.В., Гришина Т.А., Волков А.Г. Способ фракционирования лейкоцитарных белков.Patent RUS № 2737730/ 2019. [Volkova L.V., Grishina T.A., Volkov A.G. Sposob frakcionirovaniya lejkocitarnyh belkov. (in Russian)]Кононова Л.И., Коробов В.П. Физиологические особенности устойчивого к ванкомицину штамма Staphylococcus epidermidis 33 GISK VANR. Микробиология. 2015; 84 (1): 58–67. doi: https://doi.org/10.1134/S0026261715010063.Kononova L.I., Korobov V.P. Physiological properties of the vancomycin-resistant strain Staphylococcus epidermidis 33 GISK VANR. Microbiology (Mikrobiologiya). 2015; 84 (1): 41–48. doi: https://doi.org/10.1134/S0026261715010063. (in Russian)]Скала Л.З., Сидоренко С.В., Нехорошева А.Г., Лукин И.Н., Грудинина С.А. Практические аспекты современной клинической микробиологии. Тверь: ООО «Издательство «Триада». 2004; 312.Skala L.Z., Sidorenko S.V., Nekhorosheva A.G., Lukin I.N., Grudinina S.A. Prakticheskie aspekty sovremennoj klinicheskoj mikrobiologii. Tver': OOO «Izdatel'stvo «Triada». 2004; 312. (in Russian)]Guaní-Guerra E., Santos-Mendoza T., Lugo-Reyes S. O., Terán L. M. Antimicrobial peptides: general overview and clinical implications in human health and disease. Clin Immunol. 2010; 135: 1: 1–11. doi: 10.1016/j.clim.2009.12.004.Guaní-Guerra E., Santos-Mendoza T., Lugo-Reyes S. O., Terán L. M. Antimicrobial peptides: general overview and clinical implications in human health and disease. Clin Immunol. 2010; 135: 1: 1–11. doi: 10.1016/j.clim.2009.12.004.Nguyen L. T., Haney E, Silva O. N., Mulder K. C. L., Barbosa A. E. A. Exploring the pharmacological potential of promiscuous host-defense peptides: from natural screenings to biotechnological applications. Front Microbiol. 2011; 2: 232. URL: http://www.frontiersin.org/Journal/10.3389/fmicb.2011.00232/fullNguyen L. T., Haney E, Silva O. N., Mulder K. C. L., Barbosa A. E. A. Exploring the pharmacological potential of promiscuous host-defense peptides: from natural screenings to biotechnological applications. Front Microbiol. 2011; 2: 232. URL: http://www.frontiersin.org/Journal/10.3389/fmicb.2011.00232/fullHeld-Kuznetsov V., Rotem S., Assaraf Y. G., Mor A. Host-defense peptide mimicry for novel antitumor agents. FASEB J. 2009; 23: 12: 4299–4307.Held-Kuznetsov V., Rotem S., Assaraf Y. G., Mor A. Host-defense peptide mimicry for novel antitumor agents. FASEB J. 2009; 23: 12: 4299–4307.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.