Ukr.Biochem.J. 2020; Том 92, № 6, листопад-грудень, c. 143-153

doi: https://doi.org/10.15407/ubj92.06.143

Хітозан-меланіновий комплекс бджіл: одержання і дослідження його протимікробної активності

23.02.2021   Uncategorized   No comments

М. Луцик1, Н. Манько1, О. Громико2, С. Тістечок2, М. Луцик (мл.)3, Р. Стойка1*

1Інститут біології клітини НАН України, Львів;
2Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна;
3Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Україна;
*e-mail: stoika.rostyslav@gmail.com

Отримано: 04 травня червня 2020; Затверджено: 13 листопада 2020

Протимікробна активність хітозанів морських ракоподібних достатньо добре вивчено, і вони широко застосовуються в медицині. Однак хітозани комах у цьому аспекті вивчено значно гірше, хоч вони також можуть мати практичне значення. Метою цього дослідження було одержання та очистка хітозан-меланінового комплексу (ХМК) із підмору бджіл і дослідження його протимікробної активності. Для визначення протибактерійної активності застосовували МТТ-тест, протигрибкову активність стосовно Candida albicans визначали методом колонієутворювальних одиниць. Описано  модифікований спосіб ізолювання і очистки ХМК, який відрізняється від відомих аналогів тим, що деацетилування хітин-меланінового комплексу проводили шляхом гідролізу 40%‑им розчином NaOH без попереднього видалення меланіну з подальшою очисткою ХМК шляхом диференціальної солюбілізації за певних значень рН. Протимікробна активність ХМК характеризувалася переважанням кандидоцидної дії, ІС50 стосовно лабораторного штаму С. albicans становила 50 мкг/мл. Чутливість досліджуваних бактерій до дії ХМК знижувалась у такому порядку: E. coli > St. aureus > Ps. aeruginosa. За характером протимікробної дії ХМК із підмору бджіл можна вважати перспективним компонентом медичних композитів для лікування уражень, спричинених грибком  С. albicans.

Ключові слова: , , ,

Посилання:

  1. Muzzarelli R, Tarsi R, Filippini O, Giovanetti E, Biagini G, Varaldo PE. Antimicrobial properties of N-carboxybutyl chitosan. Antimicrob Agents Chemother. 1990;34(10):2019-2023. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Dai T, Tanaka M, Huang YY, Hamblin MR. Chitosan preparations for wounds and burns: antimicrobial and wound-healing effects. Expert Rev Anti Infect Ther. 2011;9(7):857-879. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Jayakumar R, Prabaharan M, Sudheesh Kumar PT, Nair SV, Tamura H. Biomaterials based on chitin and chitosan in wound dressing applications. Biotechnol Adv. 2011; 29(3):322-337. PubMed, CrossRef
  4. Tikhonov VE, Stepnova EA, Babak VG, Yamskov IA, Palma-Guerrero J, Jansson HB, Lopez-Llorca LV, Salinas J, Gerasimenko DV, Avdienko ID, Varlamov VP. Bactericidal and antifungal activities of a low molecular weight chitosan and its N-/2(3)-(dodec-2-enyl)succinoyl/-derivatives. Carbohydr Polyme. 2006;64(1):66-72. CrossRef
  5. Kulikov SN, Tikhonov VE, Blagodatskikh IV, Bezrodnykh EA, Lopatin S, Khairullin R, Philippova Yu, Abramchuk S. Molecular weight and pH aspects of the efficacy of oligochitosan against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Carbohydr Polym. 2012;87(1):545-550. CrossRef
  6. Blagodatskikh IV, Kulikov SN, Vyshivannaya OV, Bezrodnykh EA, Tikhonov VE. N-Reacetylated Oligochitosan: pH Dependence of Self-Assembly Properties and Antibacterial Activity. Biomacromolecules. 2017;18(5):1491-1498.  PubMed, CrossRef
  7. Holubnycha V, Kalinkevich O, Ivashchenko O, Pogorielov M. Antibacterial Activity of In Situ Prepared Chitosan/Silver Nanoparticles Solution Against Methicillin-Resistant Strains of Staphylococcus aureus. Nanoscale Res Lett. 2018;13(1):71. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  8. Radwan-Pragłowska J, Piątkowski M, Deineka V, Janus Ł, Korniienko V, Husak E, Holubnycha V, Liubchak I, Zhurba V, Sierakowska A, Pogorielov M, Bogdał D. Chitosan-Based Bioactive Hemostatic Agents with Antibacterial Properties-Synthesis and Characterization. Molecules. 2019;24(14):2629.
    PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Nemtsev SV, Zueva OIu, Khismatullin MR, Albulov AI, Varlamov VP. Isolation of chitin and chitosan from honey bees. Prikl Biokhim Mikrobiol. 2004;40(1):46-50. (In Russian).  PubMed
  10. Pat. Ru 2 382 051, Int.Cl. C08B 37/00. Method of obtaining of chitosan-melanin complex from bee corpses/ Selionova M.I., Pogarskaya N.I.  Publ.20.02.2010, N 5. (In Russian).
  11.  Draczynski Z. Honeybee corpses as an available source of chitin. J Appl Polym Sci. 2008;109(3):1974–1981. CrossRef
  12. Marei NH, Abd El-Samie E, Salah T, Saad GR, Elwahy AHM. Isolation and characterization of chitosan from different local insects in Egypt. Int J Biol Macromol. 2016;82:871-877. PubMed, CrossRef
  13. Tyliszczak B, Drabczyk A, Kudłacik S, Bialik-Was K, Sobczak-Kupiec A. Beetosan/chitosan from bees – preparation and properties. Int J Adv Sci Eng Technol. 2016;4(2):118-120.
  14. Bakulin AV, Veleshko IYe, Rumyantseva YeV, Levov AN, Burmistrova LA, Kurchenko VP, Khismatullin RG, Varlamov VP, Krivtsov NI. Production of chitin-melanin complexes from Apis mellifera and studying the opportunity of their usage as radionuclide sorbents.  Dokl RAAS. 2011;(5):48-51. (In Russian). CrossRef
  15. Tyliszczak B, Drabczyk A, Kudłacik S. Comparison of Hydrogels Based on Commercial Chitosan and Beetosan ® Containing Nanosilver. Molecules. 2016;22(1):61. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  16. Tyliszczak B, Kudlacik-Kramarczyk S, Drabczyk A, Bogucki R, Olejnik E, Kinasiewicz  J, Gląb M.  Hydrogels containing caffeine and based on Beetosan – proecological chitosan – preparation, characterization, and in vitro cytotoxicity. Int J Polym Mater Polym Biomater. 2019; 68(15): 931-935. CrossRef
  17. Tyliszczak B, Drabczyk A, Kudłacik-Kramarczyk S, Grabowska B, Kędzierska M. Physicochemical properties and cytotoxicity of hydrogels based on Beetosan® containing sage and bee pollen. Acta Biochim Pol. 2017;64(4):709-712. PubMed, CrossRef
  18. Lootsik MD, Bilyy RO, Lutsyk MM, Stoika RS. Preparation of chitosan with high blood clotting activity and its hemostatic potential assessment. Biotechnol Acta. 2015;8(6):32-41. CrossRef
  19. Lootsik MD, Bilyy RO, Lutsyk MM, Manko NO, Navytka SA, Kutsiaba VI, Stoika RS. Honeybee (Apis mellifera) chitosan: purification, heterogeneity and hemocoagulation activity. Biotechnol Acta. 2016;9(6):39-49. CrossRef
  20. Walencka E, Rózalska S, Sadowska B, Rózalska B. The influence of Lactobacillus acidophilus-derived surfactants on staphylococcal adhesion and biofilm formation. Folia Microbiol (Praha). 2008;53(1):61-66. PubMed, CrossRef
  21. Grela E, Kozłowska J, Grabowiecka A. Current methodology of MTT assay in bacteria – A review. Acta Histochem. 2018;120(4):303-311. PubMed, CrossRef
  22. Kulikov SN, Tikhonov VE, Bezrodnykh EA, Lopatin SA, Varlamov VP.  Comparative evaluation of antimicrobial activity of oligochitosans against Klebsiella pneumoniae. Russ J Bioorg Chem. 2015;41(1):57-62. (In Russian). PubMed, CrossRef
  23. Raafat D, von Bargen K, Haas A, Sahl HG. Insights into the mode of action of chitosan as an antibacterial compound. Appl Environ Microbiol. 2008;74(12):3764-3773. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  24. Peña A, Sánchez NS, Calahorra M. Effects of chitosan on Candida albicans: conditions for its antifungal activity. Biomed Res Int. 2013;2013:527549. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.