Ключевые слова
биоконверсия
фармполлютанты
мелоксикам
метаболиты
Gordonia
Как цитировать
Аннотация
Непрерывное использование нестероидных противовоспалительных средств (НПВС) приводит к их широкому распространению в природных средах и вызывает негативные изменения в живых организмах на различных уровнях – от молекулярного до экосистемного. В связи с растущим интересом к биотехнологическим решениям в мировой биоэкономике, стрессоустойчивые актиномицеты (класс Actinomycetes) приобретают важное значение для решения проблемы фармацевтического загрязнения окружающей среды. Нами отобран штамм Gordonia alkanivorans ИЭГМ 1277, способный к биоконверсии мелоксикама, одного из наиболее часто обнаруживаемого НПВС в открытых экосистемах, с образованием гидроксиметил- и карбоксимелоксикама в сточных водах фармацевтического производства. Экспериментально обосновано, что метаболиты мелоксикама не токсичны в отношении позвоночных животных и тестовых бактериальных культур. С использованием высокочувствительных методов микро- и спектроскопии (АСМ, ПЭМ, ЭДС) установлено, что клетки гордоний претерпевают выраженные адаптивные изменения – от модификации морфометрических характеристик (длина, ширина, объем и др.) и синтеза биосурфактантов до накопления внутриклеточных липидов и полифосфатов. Осуществлено полногеномное секвенирование штамма G. alkanivorans ИЭГМ 1277 для создания Каталога генов, кодирующих ферменты окисления мелоксикама.
Литература
2. Прозоровский В.Б., Прозоровская М.П., Демченко В.М. Экспресс-метод определения средней эффективной дозы и ее ошибки // Фармакология и токсикология. 1978. № 41. С. 497–502.
3. Тян С.М., Тюмина Е.А. Скрининг актинобактериальных штаммов – биодеструкторов мелоксикама. Микробиология: вчера, сегодня, завтра [Электронный ресурс]: тез. докл. Международной научной конференции, посвященной 100-летию основания кафедры микробиологии в Казанском университете, 20–21 декабря 2021 г., Казань: Изд-во Казанского университета, 2021. 77 с.
4. aus der Beek T., Weber F.A., Bergmann A., Hickmann S., Ebert I., Küster A.H.A. Pharmaceuticals in the environment. Global occurrences and perspectives // Environmental Toxicology and Chemistry. 2016. Vol. 35. P. 823–835.
5. Bazhutin G.A., Tymina E.A., Subbotina M.V., Tyan S.M. Biotransformation of ibuprofen and meloxicam by Rhodococcus cerastii IEGM 1243 and Gordonia amicalis IEGM 1277 cells. Материалы всероссийской научно-практической конференции с международным участием “Химия. Экология. Урбанистика” (28–29 апреля 2022 г.). Пермь: Издательство Пермского национального исследовательского политехнического университета. 2022. Т. 2. С. 199–202.
6. da Silva J.C., Bigolin C., da Silva L.C., Saraiva T.E.S., Menezes J.M., Veiverberg A., Charão M.F., Betti A.H. Neurotoxicity evaluation of meloxicam in the alternative in vivo model, Caenorhabditis elegans // International Journal for Innovation
Education and Research. 2020. Vol. 8. P. 319–325.
7. Herrero-Villar M., Velarde R., Camarero P.R., Taggart M.A., Bandeira V., Fonseca C., Marco I., Mateo R. NSAIDs detected in Iberian avian scavengers and carrion after diclofenac registration for veterinary use in Spain // Environmental Pollution. 2020. Vol. 266. P. 269–278.
8. Ivshina I.B., Kuyukina M.S., Litvinenko L.V., Golysheva A.A., Kostrikina N.A., Sorokind V.V., Mulyukin A.L. Bioaccumulation of molybdate ions by alkanotrophic Rhodococcus leads to significant alterations in cellular ultrastructure and physiology // Environmental Pollution. 2024. Vol. 274. Article 116190.
9. Ivshina I.B., Kuyukina M.S., Philp J.C., Christofi N. Oil desorption from mineral and organic materials using biosurfactant complexes produced by Rhodococcus species // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 1998. Vol. 14. P. 711–717.
10. Ivshina I.B., Tyumina E.A., Kuzmina M.V., Vikhareva E.V. Features of diclofenac biodegradation by Rhodococcus ruber IEGM 346 // Scientific Reports. 2019. Vol. 9. Article 9159.
11. Kuyukina M.S., Ivshina I.B., Gavrin A.Yu., Podorozhko E.A., Lozinsky V.I., Jeffree C., Philp J. Immobilization of hydrocarbon-oxidizing bacteria in poly (vinyl alchohol) cryogels hydrophobized using a biosurfactant // Journal of Microbiological Methods. 2006. Vol. 65. P. 596–603.
12. McCann N.C., Lynch T.J., Kim S.O., Duffy D.M. The COX-2 inhibitor meloxicam prevents pregnancy when administered as an emergency contraceptive to nonhuman primates // Contraception. 2013. Vol. 88. P. 744–748.
13. Sheikhlangi Z., Gharaei A., Harijani J.M., Davari S.A., Hassanein P., Rahdari A. Toxicological effects of meloxicam on physiological and antioxidant status of common carp (Cyprinus carpio) // Veterinary Medicine and Science. 2023. Vol. 9. P. 2085–2094.
14. Ventura M., Canchaya C., Tauch A., Chandra G., Fitzgerald G.F., Chater K.F., van Sinderen D. Genomics of Actinobacteria: tracing the evolutionary history of an ancient phylum // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2007. Vol. 71. P. 495–548.
15. Wilkinson J.L., Thornhill I., Oldenkamp R., Gachanja A., Busquets R. Pharmaceuticals and personal care products in the aquatic environment: How can regions at risk be identified in the future? // Environmental Toxicology and Chemistry. 2024. Vol. 43. P. 575–588.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.