Производные кумарина научили бороться с бактериальными биопленками
Коллектив ученых Томского политехнического университета и Китая предложил использовать производные кумарина для подавления роста бактерий и биопленок, которые они снижают эффективность антибиотиков. Исследования показали, что синтезированные вещества обладают антибактериальным действием, для подавления роста вредных бактерий необходима концентрация всего в 20-80 микрограммов на миллилитр. Разработка может лечь в основу новых антимикробных покрытий медицинских устройств и средств против устойчивых штаммов бактерий.
Образование биопленок и устойчивость бактерий к лекарствам — одни из проблем современной медицины, поскольку, образуясь на медицинских имплантатах, они могут снижать эффективность антимикробной защиты и действия антибиотиков в целом. Кумарин принято считать перспективной основой для новых антибактериальных средств. Это органическое соединение, встречающееся в природе в различных растениях, например, в бобах тонка. Однако до сих пор не до конца изучено, как именно изменения в структуре молекулы кумарина влияют на ее антибактериальную активность.
Ученые Томского политеха совместно с коллегами из Китая изучили, как модификация структуры кумарина влияет на его способность подавлять рост бактерий и образование биопленок. Для этого они синтезировали два нитропроизводных 7-гидрокси-4-метилкумарина: 6-нитро-7-гидрокси-4-метилкумарин и 8-нитро-7-гидрокси-4-метилкумарин. Эффективность их действия политехники проверяли на двух опасных бактериях — золотистом стафилококке и синегнойной палочке. Они анализировали изменения зоны подавления роста бактерий, определяли минимальные концентрации для подавления биопленок и их разрушения. Результаты работ ученых опубликованы в журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects (Q2, IF: 5,4).
«Мы впервые системно подошли к исследованиям влияния положения нитрогруппы в структуре производных кумарина на биологическую активность, изучали, как вещество подавляет образование биопленок и разрушает уже сформированные биопленки. Серия тестов показала, что нитрогруппа в структуре 7-гидрокси-4-метилкумарина может усиливать антибактериальный эффект соединения, связанный с разрушением биопленок. Это объясняется тем, что нитрогруппа изменяет распределение электронной плотности в молекуле и облегчает образование активных форм кислорода при взаимодействии с бактериальными клетками. Такие активные формы кислорода повреждают бактерии и помогают разрушать уже сформированные биопленки», — отмечает один из авторов исследования, научный сотрудник лаборатории плазменных гибридных систем ТПУ Глеб Дубиненко.
Результаты исследования показали, что комбинация гидроксильной группы в седьмом положении и нитрогруппы в шестом и восьмом положении в производных кумарина значительно усиливают антибактериальное действие. Для подавления роста биопленок хватит концентрации 20-80 микрограммов на миллилитр. При этом, самый лучший результат показало соединение с нитрогруппой в восьмом положении: минимальные концентрации, необходимые для предотвращения образования биопленки и разрушения уже сформированной биопленки, составляют 50-60 микрограммов на миллилитр.
По словам ученых, соединение кумарина без нитрогруппы показывает сильную антибактериальную активность: минимальная ингибирующая концентрация вещества составила около 20 микрограммов на миллилитр против обеих бактерий. Соединения с нитрогруппой в шестом и восьмом положении имеют умеренную антибактериальную активность против планктонных бактерий и повышенную способность к предотвращению роста и разрушению сформированных биопленок.
В будущих исследованиях ученые подробно изучат, как вещество действует на уровне бактериальных ферментов и клеточных структур, оценят токсичность и биосовместимость, а также проверят можно ли комбинировать соединения кумарина с другими антимикробными агентами для усиления защитного эффекта.
В исследовании приняли участие ученые лаборатории плазменных гибридных систем Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга Инженерной школы ядерных технологий Томского политеха и Харбинского политехнического университета (Китай).
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
В ночь на 17 июля, в 01:45 по московскому времени, в Техасе должен состояться 13-й запуск мощнейшей ракеты в истории. Трансляция начнется за 30 минут до старта Starship.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно