Preview

Антибиотики и Химиотерапия

Расширенный поиск

Исследование тионинов семян чёрного тмина (Nigella sativa), обладающих цитотоксической, регуляторной и антифунгальной активностью

Полный текст:

Аннотация

Тионины (NsW1 и NsW2), ранее выделенные из семян эндемичного среднеазиатского растения - чёрного тмина, или чернушки посевной (Nigella sativa L.), и обладающие выраженным ингибирующим действием по отношению к ряду бактериальных и дрожжевых патогенов, были исследованы на цитотоксические свойства против линий опухолевых клеток (AsPC-1, Colo357, RD и Jukart) в тестах in vitro в нано- и микромолярном диапазоне действующих концентраций, а также в качестве модуляторов экспрессии генов, контролирующих превращение нормальных клеток в злокачественные. Было обнаружено подавление экспрессии генов семейства MMP, RhoA, miR21 в клетках рабдомиосаркомы человека (RD), тогда как влияние молекул на эти гены в клетках крови не было обнаружено. Показано, что тионины чёрного тмина в клетках RD и Jukart индуцируют почти 90% гибели клеток. Кроме того, показано ингибирующее действие данных полипептидов на клинические изоляты грибов Aspergillus ochraceus и A.fumigatus на уровне, сопоставимом с активностью препарата амфотерицина B. Эти данные указывают на то, что исследованные полипептиды можно расценивать как перспективные противоопухолевые и антимикотические природные агенты.

Об авторах

А. Б. Кулько
Московский городский научно-практический центр борьбы с туберкулёзом Департамента здравоохранения города Москвы
Россия


О. В. Кисиль
НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г. Ф. Гаузе
Россия


В. С. Садыкова
НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г. Ф. Гаузе
Россия


В. Ф. Михайлов
Государственный научный центр Российской Федерации Институт биофизики ФМБА
Россия


Ия. М. Васильева
Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН
Россия


Л. В. Шуленина
Государственный научный центр Российской Федерации Институт биофизики ФМБА
Россия


Г. Д. Засухина
Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН
Россия


Е. А. Рогожин
НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г. Ф. Гаузе; Институт биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН
Россия


Список литературы

1. Stec B. Plant thionins - structural perspective. Cell Mol Life Sci 2006; 63: 1370-1385.

2. Broekaert W.F, Cammue B.P.A., De Bolle M.F.C., Thevissen K., De Samblanx G. W., Osborn R. W. Antimicrobial peptides from plants. Crit Rev Plant Sci 1997; 16: 297-323.

3. Romero A, Alamillo J.M., Garcia-Olmedo F. Processing of thionin precursors in barley leaves by a vacuolar proteinase. Eur J Biochem 1997; 243: 202-208.

4. Epple P., Apel K., Bohlmann H. An Arabidopsis thaliana thionin gene is inducible via a signal transduction pathway different from that for pathogenesis-related proteins. Plant Physiol 1995; 109: 813-820.

5. Stuart L.S. and Harris T.H. Bactericidal and fungicidal properties of a crystalline protein from unbleached wheat flour. Cereal Chem 1942; 19: 288-300.

6. Bergey D.R., Howe G.A., Ryan C.A. Polypeptide signaling for plant defensive genes exhibits analogies to defense signaling in animals. Proc Natl Acad Sci USA 1996; 93: 12053-12058.

7. Bohlmann H., Vignutelli A., Hilpert B., Miersch O., Wasternack C., Apel K. Wounding and chemicals induce expression of the Arabidopsis thaliana gene Thi2.1, encoding a fungal defense thionin, via the octadecanoid pathway. FEBS Lett 1998; 437: 281-286.

8. Vignutelli A., Wasternack C., Apel K., Bohlmann H. Systemic and local induction of an Arabidopsis thionin gene by wounding and pathogens. Plant J 1998; 14: 285-295.

9. Florack D.E. and Stiekema W.J. Thionins: properties, possible biological roles and mechanisms of action. Plant Mol Biol 1994; 26: 25-37.

10. Loeza-Angeles H., Sagrero-Cisneros E., Lara-Zârate L., Villagomes-Gomez E., Lopez-Meza J.E., Ochoa-Zarzosa A. Thionin Thi2.1 from Arabidopsis thaliana expressed in endothelial cells shows antibacterial, antifungal and cytotoxic activity. Biotechnol Lett 2008; 10: 1713-1719.

11. Steenkamp V., Grimmer H., Semano M., Gulumian M. Antioxidant and genotoxic properties of South African herbal extracts. Mutat Res 2005; 581: 35-422.

12. Arashanyan E.B. Sistemnye kletochnye mechanizmy protivoopucholevoy activnosti rastitel'nych adaptogenov. Voprosy oncologii 2009; 55: 1: 15-22 (in Russian).

13. Agabeili R. A. Genetic effects of root extracts of Glycyrrhizaglabra L. in different test systems. Cytol Genet 2012; 46: 5: 297-301.

14. Vasilyeva I.M., Zasukhina G.D. Comparison of the protective effect of garlic extract and cell defense during adaptive response. Russ J Gen 2002; 38: 3: 335-337.

15. Linjawi S.A.A., Khalil W.K.B., Hassanane M.M., Ahmed E.S. Evaluation of the protective effect of Nigella sativa extract and its primary active component thymoqunone against DMBA-induced breast cancer in female rats. Arch Med Sci 2013; 10: 1-10.

16. Ощепкова Ю.И., Вешкурова О.H., Рогожин E.A., Мусолямов А.Х., Смирнов А.Н., Одинцова Т.И., Егоров Ц.А., Гришин Е.В., Салихов Ш.И. Выделение липид-переносящего белка Ns-LTP1 из семян чернушки посевной (Nigella sativa). Биоорган хим 2009; 35: 3: 344-349

17. Rogozhin E.A., Oshchepkova Y.I., Odintsova T.I., Khadeeva N.V., Veshkurova O.N., Egorov T.A., Grishin E.V., Salikhov S.I. Novel antifungal defensins from Nigella sativa L. seeds. Plant Physiol Biochem 2011; 49: 2: 131-137.

18. Vasilchenko, A.S., Smirnov, A.N., Zavriev, S.K., Grishin E.V., Vasilchenko A.V., Rogozhin E.A. Int J Pept Res Ther 2016. doi:10.1007/s10989-016-9549.

19. Климко H.H. Микозы: диагностика и лечение. Руководство для врачей. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Ви Джи Групп, 2008; 336.

20. Кулько А. Б. Атлас условно-патогенных грибов рода Aspergillus - возбудителей бронхолёгочных инфекций. М.: МНПЦБТ, 2012; 160

21. Саттон Д., Фотергилл A., Ринальди М. (Sutton D., Fothergill A., Rinaldi M.) Определитель патогенных и условно патогенных грибов: Пер. с англ. М.: Издательство Мир. 2001; 468

22. European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Antifungal Agents Breakpoint tables for interpretation of MICs. Version 8.0, valid from 2015-11-16, 2015.

23. Egorov T.A., Odintsova T.I., Pukhalsky V.A., Grishin E.V. Diversity of wheat anti-microbial peptides. Peptides 2005; 26: 11: 2064-2073.

24. Etienne-Manneville S., Hall A. Rho GTPases in cell biology. Nature 2002; 420: 6916: 629-635.

25. Kamai T., Kawakami S., Koga F. et al. RhoA is associated with invasion and lymph node metastasis in upper urinary tract cancer. BJU Int 2003; 91: 3: 234-238.

26. Thevissen K., Ghazi A., De Samblanx G.W., Brownlee C., Osborn R.W., Broekaert W.F. Fungal membrane responses induced by plant defensins and thionins. J Biol Chem 1996; 21: 271: 25: 15018-15025.

27. Thevissen K., Terras F.R., Broekaert W.F. Permeabilization of fungal membranes by plant defensins inhibits fungal growth. Appl Environ Microbiol 1999 Dec; 65: 12: 5451-5458.

28. Evans J., Wang Y.D., Shaw K.P., and Vernon L.P. Cellular responses to Pyrularia thionin are mediated by Ca2+ influx and phospholipase A2 activation and are inhibited by thionin tyrosine iodination. Proc Natl Acad Sci USA 1989; 86: 5849-5853.

29. Pal A., Debreczeni J.E., Sevvana M., Gruene T., Kahle B., Zeeck A., Sheldrick G.M. Structures of viscotoxins A1 and B2 from European mistletoe solved using native data alone. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2008, 64: Pt 9: 985-992.

30. Kong J.L., Du X.B., Fan C.X., Xu J.F., Zheng X.J. Determination of primary structure of a novel peptide from mistletoe and its antitumor activity. Acta Pharmaceutica Sinica 39 (2004) 813-817.

31. Guzmân-Rodriguez J.J., Ochoa-Zarzosa A., Lopez-Gomez R., and Lopez-Meza J.E. Plant antimicrobial peptides as potential anticancer agents, BioMed Research International (2015) dx.doi.org/10.1155/2015/735087.

32. Keller U., Doucet A., Overall C. Protease research in the era of system biology. Diol Chem 2007; 388: 11: 1159-1162.

33. Wang Y., Erickson J., Fuji R. et.al. Targeting mitochondrial glutaminase activity inhibits oncogenic transformation. Cancer Res 2010; 18: 3: 207-219.

34. Li X., Gao L., Cui Q., Gary B.D., Dyess D.L., Taylor W., Shevde L.A., Samant R.S., Dean-Colomb W., Piazza G.A., Xi Y. Silindac inhibits tumor cell invasion by suppressing N7kB-mediated transcription of microRNAs. Oncogene 2012; 31: 4979-4986.

35. Erson-Bensan A. Introduction to microRNAs in biological systems. MicroRNA biology and computational analysis. Springer Sci. N.Y., 2014; 1107: 1-14.

36. Одинцова Т.И., Васильева И.М. Коростылева Т.В., Уткина Л.Л., Славохотова А.А., Рогожин Е.А., Шиян А.А., Пухальский В.А., Засухина Г.Д. Антимутагенная активность ß-пуротионина Tk-AMP-BP пшеницы. Генетика 2011; 47: 9: 1267-1270.

37. Засухина Г.Д., Шагирова Ж.М., Бабинцев М.В., Васильева И.М., Рогожин Е.А., Одинцова Т.И., Михайлов В.Ф., Громов С.П., Ведерников А.И., Алфимов М.В. Модуляция антимутагенами экспрессии генов в клетках человека, различающихся по чувствительности к мутагенам. Доклады Академии Наук, 2013; 453: 1: 99-101

38. Засухина Г.Д., Шишкина А.А., Васильева И.М., Рогожин Е.А., Михайлов В.Ф., Раева Н.Ф., Шуленина Л.В., Громов С.П., Алфимов М.В. Сравнительный анализ экспрессии генов в клетках крови и опухолевых клетках человека, обработанных антимутагенами. Доклады Академии Наук 2014; 457: 6: 1-3

39. Михайлов В.Ф., Шишкина А.А., Васильева И.М., Шуленина Л.В., Раева Н.Ф., Рогожин Е.А., Старцев М.И., Засухина Г.Д., Громов С.П., Алфимов М.В. Сравнительный анализ природных и синтетических антимутагенов как регуляторов экспрессии генов в клетках человека при воздействии ионизирующего излучения. Генетика 2015; 51: 2: 147- 155

40. Slavokhotova A.A., Rogozhin E.A., Musolyamov A.K., Andreev Y.A., Oparin P.B., Berkut A.A., Vassilevski A.A., Egorov T.A., Grishin E.V., Odintsova T.I. Novel antifungal а-hairpinin peptide from Stellaria media seeds: structure, biosynthesis, gene structure and evolution. Plant Mol Biol 2014; 84: 1-2: 189-202.

41. Odintsova T.I., Rogozhin E.A., Sklyar I.V., Musolyamov A.K., Kudryavtsev A.M., Pukhalsky V.A., Smirnov A.N., Grishin E.V. and Egorov T.A. Antifungal activity of storage 2S albumins from seeds of the invasive weed dandelion Taraxacum officinale Wigg. Protein & Peptide Letters 2010; 17: 522-529.

42. Duan X.H., Jiang R., Wen Y.J., Bin J.H. Some 2S albumin from peanut seeds exhibits inhibitory activity against Aspergillus flavus. Plant Physiol Biochem 2013; 66: 84-90

43. Vila-Perello M., Tognon S., Sanchez-ValletA., Garcia-Olmedo F., Molina A., Andreu D. A minimalist design approach to antimicrobial agents based on a thionin template. J Med Chem 2006; 49: 448-451


Для цитирования:


Кулько А.Б., Кисиль О.В., Садыкова В.С., Михайлов В.Ф., Васильева И.М., Шуленина Л.В., Засухина Г.Д., Рогожин Е.А. Исследование тионинов семян чёрного тмина (Nigella sativa), обладающих цитотоксической, регуляторной и антифунгальной активностью. Антибиотики и Химиотерапия. 2016;61(9-10):8-16.

For citation:


Kul'ko V.B., Kisil O.V., Sadykova V.S., Mikhailov V.F., Vasilieva I.M., Shulenina L.V., Zasukhina G.D., Rogozhin E.A. Investigation of Thionins from Black Cumin (Nigella sativa L.) Seeds Showing Cytotoxic, Regulatory and Antifungal Activity. Antibiotics and Chemotherapy. 2016;61(9-10):8-16. (In Russ.)

Просмотров: 30


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0235-2990 (Print)