Анализ механизмов антибактериального действия экстрактов лекарственных растений с использованием системы двойных репортеров Dualrep2

Актуальность. Одной из основных проблем антибиотикотерапии является развитие резистентности у микроорганизмов. В связи с этим актуален поиск новых, природных антибиотиков, в том числе растительного происхождения. Цель. Определение механизмов антибактериального действия водных и спиртовых экстрактов лекарственных растений, собранных на территории Республики Башкортостан. Материал и методы. В качестве объектов исследования были взяты кора, корни, стебли, листья и соцветия лекарственных растений. Механизмы антибактериального действия препаратов растений определяли высокопроизводительным скринингом, используя систему двойных репортеров Dualrep2. Результаты. В результате проделанной работы были установлены механизмы антибактериального действия некоторых растительных экстрактов, полученных из свежего и высушенного сырья. Показано, что продукты спиртовой экстракции соцветий тысячелистника подавляют синтез белка, а корней и стеблей чистотела вызывают активацию SOS-системы репарации ДНК у бактерий Escherichia coli. Заключение. Полученные результаты позволяют рассматривать исследуемые экстракты лекарственных растений как основу для получения новых антибактериальных средств с определённым механизмом действия.

1. Тренин А.С. Методология поиска новых антибиотиков: состояние и перспективы. Антибиотики и химиотер. 2015; 60 (7–8): 34–46

2. Федько И.В., Китапова Р.Р., Муштоватова Л.С. Скрининговое исследование антимикробной активности некоторых растений из флоры Сибири. Медицинский вестник Башкортостана. 2016; 11 (5) (65): 117–119.

3. Тапальский Д.В., Тапальский Ф.Д. Антибактериальная активность официальных лекарственных растений в отношении экстремально-антибиотико-резистентных грамотрицательных бактерий. Проблемы здоровья и экологии. 2015. 4 (46): 69–74.

4. Самбукова Т.В., Овчинников Б.В., Ганапольский В.П., Ятманов А.Н., Шабанов П.Д. Перспективы использования фитопрепаратов в современной фармакологии. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2017; 15 (2): 56–63. doi: https://doi.org/10.17816/RCF15256-63

5. Терехов С.С., Остерман И.А., Смирнов И.В. Высокопроизводительный скрининг природного биоразнообразия с целью поиска новых антибиотиков. Acta Naturae. 2018; 10 (3) (38): 24–30.

6. Сергиев П.В., Остерман И.А., Головина А.Я., Андреянова Е.С., Лаптев И.Г., Плетнев Ф.И. и др. Высокопроизводительная платформа для скрининга новых ингибиторов биосинтеза белка. Вестник Московского университета. сер. 2. Химия. 2015; 56 (6): 405–408.

7. Кьосев П.А. Лекарственные растения: самый полный справочник. М.: Эксмо; 2011.

8. Цугленок Г.И., Худоногова Е.Г. Коэффициент выхода активно действующих веществ лекарственных растениях. Вестник КрасГАУ. 2006. 11: 213–216

9. Колдаев В.М., Зориков П.С., Бездетко Г.Н. Физико-химические свойства настоек на свежих и высушенных листьях лекарственных растений. Тихоокеанский медицинский журнал. 2013; 2: 94–96.

10. Ершова И.Б., Осипова Т.Ф. Общие требования к приготовлению настоек, отваров. Дозирование фитопрепаратов. Актуальная инфектология. 2016; 13 (12): 123–127. doi: https://doi.org/10.22141/2312- 413x.3.12.2016.81727.

11. Остерман И.А. Поиск и изучение новых антибиотиков ингибиторов синтеза белка: Дисс. док. хим. наук. М.: 2018.

12. Буданова Е.В., Горленко К.Л., Киселев Г.Ю. Вторичные метаболиты растений: механизмы антибактериального действия и перспективы применения в фармакологии. Антибиотики и химиотер. 2019; 64 (5–6): 69–76. doi: https://doi.org/10.24411/0235-2990-2019-100034.

13. Slavokhotova A.A., Rogozhin E.A. Defense Peptides From the α-Hairpinin Family Are Components of Plant Innate Immunity. Front Plant Sci. 2020; 11: 465. doi: 10.3389/fpls.2020.00465.

14. Travin D.Y., Watson Z.L., Metelev M., Ward F.R., Osterman I.A., Khven I.M., Khabibullina N.F., Serebryakova M., Mergaert P., Polikanov Y.S., Cate J.H.D., Severinov K. Structure of ribosome-bound azole-modified peptide phazolicin rationalizes its species-specific mode of bacterial translation inhibition. Nat Commun. 2019; 10: 4563. doi: 10.1038/s41467- 019-12589-5.

15. Roger T., Pierre-Marie M., Igor V., Patrick V. Phytochemical screening and antibacterial activity of medicinal plants used to treat typhoid fever in Bamboutos division, West Cameroon. J Appl Pharm Sci. 2015; 5 (06): 034–049.

16. Zhang Y.-M., Rock C.O. Evaluation of epigallocatechin gallate and related plant polyphenols as inhibitors of the FabG and FabI reductases of bacterial type II fatty-acid synthase. J Biol Chem. 2004; 279: 30994–31001. doi: 10.1074/jbc.M403697200.

17. Paiva P.M.G., Gomes F.S., Napoleão Th. Antimicrobial activity of secondary metabolites and lectins from plants. Curr Res Technol Educ Top Appl Microbiol Microb Biotechnol. 2010; 396–406.

18. Pommier Y. Topoisomerase I inhibitors: camptothecins and beyond. Nat Rev Cancer. 2006; 6: 789–802. doi: 10.1038/nrc1977.