Engineering of recombinant endolysin LysSi3 to increase its antibacterial properties

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The potential of new genetically modified recombinant endolysins as antimicrobial agents against Gram-negative bacteria was investigated. A series of enzymes based on LysSi3 lysozyme-like muramidase were obtained by modifying its sequence with antimicrobial peptides of different families and recombinant expression in E. coli was demonstrated. Modification of LysSi3 resulted in increased bacteriolytic activity against the model isolate of A. baumannii and higher kinetics rate compared to the native enzyme. The cytotoxic properties of new engineered lysins were investigated with the HEK293 and HaCaT cell lines and it was shown that modification of LysSi3 with antimicrobial peptides does not significantly increase the toxic properties in vitro.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

N. Antonova

N.F. Gamaleya National Research Centre for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation

Email: d.v.vasina@gmail.com
Rússia, Moscow, 123098

I. Grigoriev

N.F. Gamaleya National Research Centre for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation

Email: d.v.vasina@gmail.com
Rússia, Moscow, 123098

A. Lendel

N.F. Gamaleya National Research Centre for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation

Email: d.v.vasina@gmail.com
Rússia, Moscow, 123098

O. Usacheva

N.F. Gamaleya National Research Centre for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation

Email: d.v.vasina@gmail.com
Rússia, Moscow, 123098

A. Klimova

N.F. Gamaleya National Research Centre for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation

Email: d.v.vasina@gmail.com
Rússia, Moscow, 123098

E. Usachev

N.F. Gamaleya National Research Centre for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation

Email: d.v.vasina@gmail.com
Rússia, Moscow, 123098

V. Gushchin

N.F. Gamaleya National Research Centre for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation; Lomonosov Moscow State University

Email: d.v.vasina@gmail.com
Rússia, Moscow, 123098; Moscow, 119991

D. Vasina

N.F. Gamaleya National Research Centre for Epidemiology and Microbiology, Ministry of Health of the Russian Federation

Autor responsável pela correspondência
Email: d.v.vasina@gmail.com
Rússia, Moscow, 123098

Bibliografia

  1. Murray E., Draper L.A., Ross R.P., Hill C. // Viruses. 2021. V. 13. № 4. P. 680. https://doi.org/10.3390/v13040680
  2. Oliveira H., Thiagarajan V., Walmagh M., Sillankorva S., Lavigne R., Neves-Petersen M.T. et al. // PLoS One. 2014. V. 9. № 10. P. e108376. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0108376
  3. Heselpoth R.D., Euler C.W., Schuch R., Fischetti V.A. // Antimicrob. Agents Chemother. 2019. V. 63. № 6. https://doi.org/10.1128/AAC.00342-19
  4. Yan G., Liu J., Ma Q., Zhu R., Guo Z., Gao C. et al. // Antonie van Leeuwenhoek. 2017. V. 110. № 12. P. 1627–1635. https://doi.org/10.1007/s10482-017-0912-9
  5. Gutiérrez D., Briers Y. // Curr. Opin. Biotechnol. 2021. V. 68. P. 15–22. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2020.08.014
  6. Ma Q., Guo Z., Gao C., Zhu R., Wang S., Yu L. et al. // Antonie Van Leeuwenhoek. 2017. V. 110. № 3. P. 347–355. https://doi.org/10.1007/s10482-016-0806-2
  7. Gerstmans H., Criel B., Briers Y. // Biotechnol. Adv. 2018. V. 36. № 3. P. 624–640. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2017.12.009
  8. Antonova N.P., Vasina D.V., Rubalsky E.O., Fursov M.V., Savinova A.S., Grigoriev I.V., Usachev E.V. et al. // Biomolecules. 2020. V. 10. № 3. P. 440. https://doi.org/10.3390/biom10030440
  9. Yang H., Wang M., Yu J., Wei H. // Front. Microbiol. 2015. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01471
  10. Briers Y., Walmagh M., Van Puyenbroeck V., Cornelissen A., Cenens W., Aertsen A. // mBio. 2014. V. 5. № 4. https://doi.org/10.1128/mBio.01379-14
  11. Yan G., Yang R., Fan K., Dong H., Gao C., Wang S. et al. // AMB Express. 2019. V. 9. № 1. https://doi.org/10.1186/s13568-019-0838-x
  12. Pirtskhalava M., Amstrong A.A., Grigolava M., Chubinidze M., Alimbarashvili E., Vishnepolsky B. et al. // Nucleic Acids Res. 2021. V. 49. № D1. P. D288–D297. https://doi.org/10.1093/nar/gkaa991
  13. Vasina D.V., Antonova N.P., Grigoriev I.V., Yakimakha V.S., Lendel A.M., Nikiforova M.A., Pochtovyi A.A. et al. // Front. Microbiol. 2021. V. 12. P. 3033. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.748718
  14. Vasina D.V., Antonova N.P., Shidlovskaya E.V., Kuznetsova N.A., Grishin A.V., Akoulina E.A. et al. // Gels. 2024. V. 10. № 1. https://doi.org/10.3390/gels10010060
  15. Ma Q., Guo Z., Gao C., Zhu R., Wang S., Yu L. et al. // Antonie van Leeuwenhoek. 2017. V. 110. № 3. P. 347–355. https://doi.org/10.1007/s10482-016-0806-2
  16. Gerstmans H., Grimon D., Gutiérrez D., Lood C., Rodríguez A., van Noort V. et al. // Sci. Adv. 2020. V. 6. № 23. https://doi.org/10.1126/sciadv.aaz1136
  17. Silvestro L., Weiser J.N., Axelsen P.H. // Antimicrob. Agents Chemother. 2000. V. 44. № 3. P. 602. https://doi.org/10.1128/AAC.44.3.602-607.2000
  18. Chen X., Liu M., Zhang P., Leung S.S.Y., Xia J. // ACS Infect. Dis. 2021. V. 7. № 8. P. 2192–2204. https://doi.org/10.1021/acsinfecdis.1c00222
  19. Islam M.M., Kim D., Kim K., Park S.J., Akter S., Kim J. et al. // Front. Microbiol. 2022. V. 13. P. 988522. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.988522
  20. Lim J., Hong J., Jung Y., Ha J., Kim H., Myung H. et al. // J. Microbiol. Biotechnol. 2022. V. 32. № 6. P. 816–823. https://doi.org/10.4014/jmb.2205.05009
  21. Zolin G.V.S., Fonseca F.H.D., Zambom C.R., Garrido S.S. // Biomolecules. 2021. V. 11. № 8. P. 1209. https://doi.org/10.3390/biom11081209
  22. Helmerhorst E.J., van’t Hof W., Breeuwer P., Veerman E.C., Abee T., Troxler R.F. et al. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. № 8. P. 5643–5649. https://doi.org/10.1074/jbc.M008229200
  23. Kavanagh K., Dowd S., Kavanagh K. // J. Pharm. Pharmacol. 2010. V. 56. № 3. P. 285–289. https://doi.org/10.1211/0022357022971.
  24. Puri S., Edgerton M. // Eukaryot. Cell. 2014. V. 13. № 8. P. 958–964. https://doi.org/10.1128/EC.00095-14
  25. Sajjan U.S., Tran L.T., Sole N., Rovaldi C., Akiyama A., Friden P.M. et al. // Antimicrob. Agents Chemother. 2001. V. 45. № 12. P. 3437–3444. https://doi.org/10.1128/AAC.45.12.3437-3444.2001
  26. De Smet K., Contreras R. // Biotechnol. Lett. 2005. V. 27. № 18. P. 1337–1347. https://doi.org/10.1007/s10529-005-0936-5
  27. Wang J., Chou S., Xu L., Zhu X., Dong N., Shan A., et al. // Sci. Rep. 2015. V. 5. № 1. P. 1–19. https://doi.org/10.1038/srep15963
  28. Oliveira H., São-José C., Azeredo J. // Viruses. 2018. V. 10. № 6. https://doi.org/10.3390/v10060292
  29. Kudinova A., Grishin A., Grunina T., Poponova M., Bulygina I., Gromova M. et al. // Pathogens. 2023. V. 12. № 2. P. 177. https://doi.org/10.3390/pathogens12020177
  30. de Pontes J.T.C., Toledo Borges A.B., Roque-Borda C.A., Pavan F.R. // Pharmaceutics. 2022. V. 14. № 3. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics14030642
  31. Huan Y., Kong Q., Mou H., Yi H. // Front. Microbiol. 2020. V. 11. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.582779
  32. Welling M.M., Brouwer C.P., van’t Hof W., Veerman E.C., Amerongen A.V. et al. // Antimicrob. Agents Chemother. 2007. V. 51. № 9. P. 3416–3419. https://doi.org/10.1128/AAC.00196-07

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Curves of growth and biomass accumulation (a) and PAGE electrophoresis of purified proteins (b): 1 – LysSi3, 2 – LysSi3-CeA, 3 – LysSi3-HIS5, 4 – LysSi3-GG3. IND – range of optical density of the culture at which IPTG was added to induce protein expression.

Baixar (122KB)
Metadados
3. Fig. 2. Dependence of antimicrobial activity (a) on the concentration of LysSi3 and its modified variants (I – 0.1 μg/ml, II – 1.0 μg/ml, III – 10.0 μg/ml), activity against bacteria in the exponential (I) and stationary (II) growth phases of the A. baumannii strain at a concentration of 1.0 μg/ml (b), the rate of antimicrobial action (c), staining of the mass of the formed bacterial film of A. baumannii with crystal violet after incubation with enzymes (d), the optical density values ​​​​for three technical replicates are shown. For a–d: 1 – LysSi3, 2 – LysSi3-CeA, 3 – LysSi3-HIS5, 4 – LysSi3-GG3, K – growth control.

Baixar (383KB)
Metadados
4. Fig. 3. Effect of different concentrations of modified enzymes on the viability of human embryonic kidney cells HEK293 (a) and keratinocytes HaCaT (b): 1 – LysSi3, 2 – LysSi3-CeA, 3 – LysSi3-HIS5, 4 – LysSi3-GG3.

Baixar (197KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».