Investigation of the biological activity of mixed-ligand complexes in relation to conditionally pathogenic strains

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Relevance. Flavonoids represent the largest group of natural molecules with antibacterial action, which can be explained by aggregation of bacterial cells and damage to the bacterial membrane. Modification of antimicrobial drugs with flavonoids may become a promising technique in the fight against antibiotic resistance, since the presence of complex structural complexes in the composition will help hide or reduce the recognition of antibacterial substances by bacteria.

The purpose of the work: To assess the change in morphometric parameters of bacterial cells of P. aeruginosa under the combined effect of antibacterial drugs and flavonoids of medicinal plant raw materials.

Material and methods: The object of the study were strains of R. aeruginosa grown on meat-peptone agar, which were affected by complexes of flavonoids isolated from Dianthus and Folia eucalypti with antibacterial drugs fosfomycin and ceftazidime. Visualization of morphometric changes and physical characteristics of the object of study was carried out using AFM.

Results. Analysis of the experimental data obtained indicates that combinations of flavonoids with ceftazidime significantly reduced bacterial cell length by 5.5% (p<0.05) for Dianthus and by 13.02% (p<0.001) for Folia eucalypti. The combination of these phenolic extracts of Dianthus and Folia eucalypti with fosfomycin was characterized by significantly significant increases in length by 28.86% (p≤0.001), a decrease in width by 11.03% (p≤0.01) and height by 55.91% (p≤0.001) in the case of Dianthus, and a decrease in length by 5.5% (p≤0.05) and a height of 55.38% (p≤0.001) for Folia eucalypti. Thus, significantly significant changes in the morphometry of the bacterial cell were observed for all samples in comparison with the control.

Conclusions: The data obtained confirm changes in the cell membrane of cells caused by the action of inhibitory components. The binding of antibacterial complexes with phospholipid groups changes the charge distribution across the membrane, disrupts internal membrane processes, inhibits the work of PSB, which causes a violation of peptidoglycan synthesis, and ultimately leads to a change in cell morphology.

About the authors

Y. A. Plotnikova

Orenburg State University

Author for correspondence.
Email: shik8mail@mail.ru

Head of the Laboratory, Department of Biochemistry and Microbiology

Russian Federation, Orenburg

E. S. Barysheva

Orenburg State University

Email: baryshevae@mail.ru

Dr.Sc. (Med.), Associate Professor, Head of the Department of Biochemistry and Microbiology

Russian Federation, Orenburg

O. V. Baranova

Orenburg State University

Email: baranovaov@yandex.ru

Ph.D. (Biol.), Associate Professor of the Department of Biomedical Engineering

Russian Federation, Orenburg

O. K. Davydova

Orenburg State University

Email: okdavydova@yahoo.com

Ph.D. (Biol.), Associate Professor of the Department of Biochemistry and Microbiology

Russian Federation, Orenburg

References

  1. Tarahovsky Yu.S., Kim Yu.A., Yagolnik E.A., Muzafarov E.N. Flavonoid–membrane interactions: Involvement of flavonoid–metal complexes in raft signaling. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes. 2014; 1838(5): 1235–1246. doi: 10.1016/j.bbamem.2014.01.021.
  2. Wu Ting, He Mengying, Zang Xixi, Zhou Ying, Qiu Tianfu, Pan Siyi, Xu Xiaoyun. A structure–activity relationship study of flavonoids as inhibitors of E. coli by membrane interaction effect. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes. 2013; 1828(11): 2751–2756.
  3. Holina E.G., Bozdaganjan M.E., Strahovskaja M.G., Kovalenko I.B. Vzaimodejstvie kationnyh antiseptikov s kardiolipinsoderzhashhej model'noj bakterial'noj membranoj. Medicina jekstremal'nyh situacij. 2021; 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vzaimodeystvie-kation-nyh-antiseptikov-s-kardiolipinsoderzhaschey-modelnoy-bakterialnoy-membranoy (data obrashhenija: 27.06.2023).
  4. Zasowski E.J., Rybak J.M., Rybak M.J. The β-Lactams Strike Back: Ceftazidime-Avibactam. Pharmacotherapy. 2015 Aug; 35(8): 755–770. doi: 10.1002/phar.1622.
  5. Borisova M., Gisin J., Mayer C. Blocking peptidoglycan recycling in Pseudomonas aeruginosa attenuates intrinsic resistance to fosfomycin. Microb Drug Resist. 2014; 20: 231–237. doi: 10.1089/mdr.2014.0036.
  6. Pietta P.G. Flavonoids as antioxidants. Journal of Natural Products. 2000; 63(7): 1035–1042

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. Options for deformation and formation of aggregated conglomerates with various biological components (I): A – deformation of bacterial cells; B – violation of the integrity of the bacterial cell structure; B – formation of aggregated conglomerates on the surface of the biofilm; presence of L-forms of cells in samples (II): A – effect of clove flavonoids; B – effect of eucalyptus flavonoids in combination with ceftazidime; B – effect of clove flavonoids in combination with ceftazidime; D – effect of clove flavonoids in combination with fosfomycin

Download (428KB)

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».