Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

свойства

Кореспонденция

Евгения В. Празднова, Изследователски институт по биология, Южен федерален университет, Проспект Стачки, 194/1, Ростов на Дон, Русия.

Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

Училище за изкуства и наука, държавен университет Rutgers, Ню Брансуик, Ню Джърси, САЩ

Astrabiol, LLC, Highland Park, NJ, САЩ

Лаборатория за насърчаване на здравето Naturals, Училище за екологични и биологични науки, държавен университет Rutgers, Ню Брунсуик, Ню Джърси, САЩ

Център за здравето на храносмилателната система, Ню Джърси институт за храна, хранене и здраве, Ню Брънзуик, Ню Джърси, САЩ

Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

Кореспонденция

Евгения В. Празднова, Изследователски институт по биология, Южен федерален университет, Проспект Стачки, 194/1, Ростов на Дон, Русия.

Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

Академия по биология и биотехнологии, Южен федерален университет, Ростов на Дон, Русия

Училище за изкуства и наука, държавен университет Rutgers, Ню Брансуик, Ню Джърси, САЩ

Astrabiol, LLC, Highland Park, NJ, САЩ

Лаборатория за насърчаване на здравето Naturals, Училище за екологични и биологични науки, държавен университет Rutgers, Ню Брунсуик, Ню Джърси, САЩ

Център за здравето на храносмилателната система, Ню Джърси институт за храна, хранене и здраве, Ню Брънзуик, Ню Джърси, САЩ

Резюме

ДНК защитна и антиоксидантна активност на Bacillus amyloliquefaciens B ‐ 1895 и Bacillus subtilis KATMIRA1933 бяха оценени от Ешерихия коли-въз основа Лукс биосензори. Два биосензорни щама на Е. coli, Използвани са MG1655 (pColD-lux) и MG1655 (pSoxS-lux), които реагират на увреждане на ДНК и радикална активност на супероксид-анион. SOS-отговор и СоксОтговорът се стимулира чрез добавяне на диоксидин (2,3-хиноксалиндиметанол, 1,4-диоксид) и паракват (н,н′ ‐Диметил ‐ 4,4′ ‐ бипиридиниев дихлорид) съответно. Подготовка и на двете Бацил ферментатите демонстрират ДНК защитна и антиоксидантна активност (извличане на супероксид) (до 60 19%). Щамът К1933 като цяло се характеризира с по-висока ДНК защитна активност (28,85%), като параметрите на антиоксидантната активност и на двата бацилови щама статистически не се различават значително. Спорогенните потенциални пробиотични микроорганизми с антиоксидантни и ДНК защитни дейности могат да се превърнат в ефективно средство за компенсиране на различни отрицателни процеси на оксидативен стрес при хората.

Значение и въздействие на изследването

При хората оксидативният стрес е причина или важен компонент на много сериозни заболявания, както и е един от факторите, влияещи на възрастта. Стресовете в околната среда водят до увеличаване на нивата на реактивни кислородни видове (ROS). Окислителното увреждане на ДНК е страничен ефект от неспецифичното възпаление. Тези предизвикателни за човешкото здраве фактори задействат търсенето на здравословни бактерии, способни да произвеждат антиоксиданти и ДНК-протектори. В това проучване две Бацил Показано е, че представляващи интерес щамове произвеждат забележими ДНК защитни и антиоксидантни активности.

Въведение

Според дефиницията на СЗО пробиотиците са живи микроорганизми, които, когато се прилагат в адекватни количества, дават полза за здравето на гостоприемника (FAO/WHO 2001; FAO/WHO 2002). Докато имуномодулацията и защитата срещу различни инфекции са най-често познатите и желани функции на пробиотиците (Floch 2014), има и други характеристики като стимулиране на растежа на мускулната тъкан при животните, контрол на затлъстяването (Kadooka и др. 2010) и дори въздействие върху поведението (Putignani и др. 2014; Стилинг и др. 2014; Кокс и Далул 2014). Пробиотиците са ефективни при справяне със здравословни състояния, които не са пряко свързани с инфекции, по-специално алергии, токсикози с различна етиология и др. (Priebe и др. 2002; Vanderhoof and Mitmesser 2010). Широка гама от адаптогенни дейности могат да бъдат свързани с освобождаването на метаболити, които предпазват еукариотните клетки гостоприемници от най-вредните последици от стреса: производство на реактивен кислород и увреждане на ДНК (Marnett 2000; Masood и др. 2014; Скулачев 2005).

Оксидативният стрес е в основата на действието на много застрашаващи здравето фактори (Fridovich 1999; Wells и др. 2005; Седелникова и др. 2010). Сред тях са хипоксия/исхемия, възпалителни и автоимунни нарушения и отровен ефект на ситотоксините, по-специално на микотоксините (Atroshi и др. 2002).

Различни екологични стресове водят до увеличаване на нивата на реактивни кислородни видове (ROS) и увреждане на ДНК на еукариотния организъм (Ames 1999; Ames и Gold 2000; Halliwell 2005). Тези предизвикателни фактори за човешкото здраве оправдават нововъзникващото търсене на пробиотични щамове, способни да произвеждат антиоксиданти и ДНК протектори (Kodali и Sen 2008).

По-голямата част от микроорганизмите, използвани като пробиотици, принадлежат към млечнокиселите бактерии (Burgain и др. 2014). Въпреки това, спороформиращите здравословни бактерии се използват широко в селскостопанската практика (Quigley и др. 2013) и нарастват в различни приложения за хора, с Клостридий и Бацил родове, които са сред тях (Cutting 2011; Bader и др. 2012).

Bacillus amyloliquefaciens B-1895 (почвен изолат) е непатогенен микроорганизъм с отчетено високо ниво на протеолитична активност. Пробиотичните свойства на B ‐ 1895 се проявяват в стимулиране на растежа и непоносимост към патогени на риби и птици (Chistyakov и др. 2015 г .; Карлишев и др. 2014). Bacillus subtilis KATMIRA1933 е открит във ферментирал млечен продукт и е изолиран от няколко независими партиди от този продукт за период от 3 години (Sutyak и др. 2008а). Щамът KATMIRA1933 произвежда рибозомно синтезирания антимикробен протеин (бактериоцин) субтилозин (Zheng и Slavik 1999), предварително изолиран от B. subtilis 168, лабораторно производно на марбургски щам ATCC 6051 с неидентифицируем произход (Lamanna 1954). Препаратът субтилозин, получен от щама KATMIRA1933, е потвърден като безопасен за човешки тъкани със спермицидна активност (Sutyak и др. 2008b) и активност срещу хранителни продукти (Amrouche и др. 2010) и вагинални (Noll и др. 2011) патогени.

Тук докладваме за ДНК защитна и антиоксидантна активност на супернатантите на два щама бацили, Б.. amyloliquefaciens B ‐ 1895 и B. subtilis KATMIRA1933 оценена с Ешерихия коли-въз основа Лукс биосензори.

Резултати и дискусия

Данните за защитната активност на супернатантите на ферментатите на два пробиотични щама (безклетъчни супернатанти), определени въз основа на тестове за биосензори, са показани на Фигури 1 и 2 и Таблица 1. Препаратите на двата ферментанти демонстрират ДНК защитна и антиоксидантна активност. Щамът К1933 се характеризира с по-висока защитна активност на ДНК, като параметрите на антиоксидантната активност и на двата пробиотични щама не са статистически значително различни. Стократното разреждане не води до значителна загуба на активност. Това може да е показателно, че концентрацията на протектора е много по-висока от нивото на насищане. Наблюдаваният защитен ефект става значително по-нисък само при хилядократно разреждане на супернатантите. Данните за дозата-отговор са представени на фиг. 3.