• Головна
  • Корисні посилання
  • Про журнал
  • Авторам
  • Редакційна колегія

    •
    Вістник проблем біології і медицини / Випуск 1 Том 2 (127), 2016 / ДО ПИТАННЯ ПРО МЕХАНІЗМ АНТИБАКТЕРІАЛЬНОЇ І ПРОБІОТИЧНОЇ ДІЇ КОЛОЇДНОГО (НАНОРОЗМІРНОГО) ДІОКСИДУ ЦЕРІЮ

    Жолобак Н. М.

    ДО ПИТАННЯ ПРО МЕХАНІЗМ АНТИБАКТЕРІАЛЬНОЇ І ПРОБІОТИЧНОЇ ДІЇ КОЛОЇДНОГО (НАНОРОЗМІРНОГО) ДІОКСИДУ ЦЕРІЮ

    Про автора:

    Жолобак Н. М.

    Рубрика:

    ОГЛЯДИ ЛІТЕРАТУРИ

    Тип статті:

    Наукова стаття

    Анотація:

    В статті розглянуто сучасні дані щодо пробіотичної дії нанокристалічного діоксиду церію. Проаналізовано механізми взаємодії наночастинок з бактеріальною клітиною, які зумовлюють реалізацію пробіотичної чи антибактеріальної дії. Зроблено висновок, що результат взаємодії НДЦ з мікроорганізмами залежить від фізико-хімічних властивостей власне частинок і реалізується через відповідь бактеріальної клітини, зумовлену комплексом каскадних реакцій, пов’язаних із наявністю чи відсутністю зовнішньої мембрани (грампозитивні/грамнегативні бактерії), особливостями транспорту поживних речовин всередину клітини (роль фосфотрансферазної системи), особливостями внутрішньоклітинного метаболізму (гіперпродукція перекисів) і генної активності. Аналіз комплексу вказаних властивостей дозволяє передбачати результат взаємодії наночастинок і мікроорганізму.

    Ключові слова:

    наночастинки діоксиду церію, пробіотична дія, антибактеріальна дія, фосфотрансферазна система, механізм дії

    Список цитованої літератури:

    • 1. Бабенко Л.П. Вплив наночастинок діоксиду церію на різні фізіологічні групи мікроорганізмів / Л.П. Бабенко, Л.А. Данкевич, Н.М. Жолобак [та ін.] // Наук. записки Терноп. нац. пед. ун-ту. Сер. Біол. – 2014. – № 3. – С. 45-51.
    • 2. Болдырев А.А. Биохимия мембран / Под ред. А.А. Болдырева. Кн. 1. Введение в биохимию мембран. – М.: Высш. школа. – 1986. – 112 с.
    • 3. Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. Гл. 4. Физиология и биохимия микроорганизмов (бактерий) / Л.Б. Борисов. — М.: ООО «МИА» – 2005. – С. 46-67.
    • 4. Грецкий И.А. Photobacterium phosphoreum – объект для изучения биологических эффектов наночастиц диоксида церия / И.А. Грецкий, Н.М. Жолобак, А.Б. Щербаков [и др.] // Живые и биокосные системы. – 2016. – 15 (электронный ресурс – в печати).
    • 5. Жолобак Н.М. Антибактеріальні ефекти колоїдного (нанорозмірного) діоксиду церію / Н.М. Жолобак // Вісник проблем біології і медицини. – 2015. – Вип. 3, Том 2 (123). – С. 23-28.
    • 6. Жолобак Н.М. Ефективність застосування наночастинок колоїдного церію та L. bulgaricus у мишей / Н.М. Жолобак, Т.К. Журавська, І.І. Качмарська [та ін.] // Матеріали конф. «Довкілля та здоров’я», 14-16 квітня 2009, Тернопіль. – С. 32.
    • 7. Иванов В.К. Нанокристаллический диоксид церия: свойства, получение, применение / В.К. Иванов, А.Б. Щербаков, А.Е. Баранчиков, В.В. Козик. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2013. – 287 с.
    • 8. Лущак В.І. Оксидативний стрес у мікроорганізмів / В.І.Лущак // XII з’їзд товариства мікробіологів України ім. С.М. Виноградського, 25-30 травня 2009 р., Ужгород. Тези доп. – Ужгород : Патент, 2009. – С. 17.
    • 9. Щербаков А.Б. Нанокристаллический диоксид церия: перспективный материал для биомедицинского применения / А.Б. Щербаков, В.К. Иванов, Н.М. Жолобак [и др.] // Биофизика. — 2011. — Т. 56 (6). Р. 995-1015.
    • 10. Archibald F.S. Manganese, superoxide dismutase, and oxygen tolerance in some lactic acid bacteria / F.S. Archibald, I. Fridovich // J. Bacteriol. – 1981. – Vol. 146, № 3. – P. 928-936.
    • 11. Babenko L.P. Antibacterial activity of cerium colloids against opportunistic microorganisms in vitro / L.P. Babenko, N.M. Zholobak, A.B. Shcherbakov [et al.] // Мікробіол. журн. — 2012. — 74 (3). — Р. 54-62.
    • 12. Babu K.S. Cytotoxicity and antibacterial activity of gold-supported cerium oxide nanoparticles / K.S. Babu, M. Anandkumar, T.Y. Tsai [et al.] // Int. J. Nanomedicine. – 2014. – Vol. 9. – P. 5515-5531.
    • 13. Beliaev A.S. Global transcriptome analysis of Shewanella oneidensis MR-1 exposed to different terminal electron acceptors / A.S. Beliaev, D.M. Klingeman, J.A. Klappenbach [et al.] // J. Bacteriol. – 2005. – Vol. 187. – P. 7138-7145.
    • 14. Celardo I. Pharmacological potential of cerium oxide nanoparticles / I. Celardo, J.Z. Pedersen, E. Traversa [et al.] // Nanoscale. – 2011. – Vol. 3 (4). – P. 1411-1420.
    • 15. Deutscher J. The bacterial phosphoenolpyruvate: carbohydrate phosphotransferase system: regulation by protein phosphorylation and phosphorylation-dependent protein-protein interactions / J. Deutscher, F.M.D. Aké, M. Derkaoui [et al.] // MMBR. – 2014. — Vol. 78 (2). – P. 231-256.
    • 16. Garcia-Saucedo C. Low toxicity of CeO2 NP to the yeast Saccharomices cerevisiae / C. Garcia-Saucedo // J. of Hazardous Materials. – 2011. – Vol. 192. – P. 1572-1579.
    • 17. Gupta R.S. What are archaebacteria: life’s third domain or monoderm prokaryotes related to Gram-positive bacteria? A new proposal for the classification of prokaryotic organisms / R.S. Gupta // Molecular Microbiology. – 1998. – Vol. 29 (3). – P. 695-707.
    • 18. Gupta R.S. Protein phylogenies and signature sequences: A reappraisal of evolutionary relationships among archaebacteria, eubacteria and eukaryotes / R.S. Gupta // Microbiol. Mol. Biol. Rev. – 1998. – Vol. 62. – P. 1435-1491.
    • 19. http://en.wikipedia.org/wiki/Pseudomonas#Use_as_bioremediation_agents
    • 20. Ivanov V.K. Synthesis and thermal stability of nanocrystalline ceria sols stabilized by citric and polyacrylic acids / V.K. Ivanov, J.S. Polezhaeva, A.S. Shaporev [et al.] // Rus. J. Inorg. Chem. — 2010. — 55. Р. 328.
    • 21. Kroth Т. Einfluss von Seltenen Erden auf die scheinbare Verdaulichkeit der Rohnährstoffe bei wachsenden Ratten / Т. Kroth. — Inaugural-Dissertation zur Erlangung der tiermedizinischen Doktorwürde der Tierärztlichen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München, 2011. – 97 р.
    • 22. Kuchma M.H. Phosphate ester hydrolysis of biologically relevant molecules by cerium oxide nanoparticles / M.H. Kuchma, C.B. Komanski, J. Colon [et al.] // Nanomedicine: Nanotech. Biol. Med. – 2010. – Vol. 6. – P. 738-744.
    • 23. Lal P. Exopolysaccharide analysis of biofilm-forming Candida albicans / P. Lal, D. Sharma, P. Pruthi [et al.] // Journal of applied microbiology. – 2010. – Vol. 109 (1). – P. 128-136.
    • 24. Li B. Adsorption kinetics of phosphate on ceria-based adsorbent / B. Li, H.B. Wang, Y. Yuan // Advanced Materials Research. – 2013. – Vols. 726-731. – P. 1668-1672.
    • 25. Marty-Teysset C. Increased production of hydrogen peroxide by Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus upon aeration: Involvement of an NADH oxidase in oxidative stress / C. Marty-Teysset, F. de la Torre, J.R. Garel // Appl. Environ. Microbiol. – 2000. – Vol. 66, № 1. – P. 262-267.
    • 26. Najam-ul-Haqa M. Versatile nanocomposites in phosphoproteomics: A review / M. Najam-ul-Haqa, F. Jabeena, D. Hussaina [et al.] // Analytica Chimica Acta. – 2012. – Vol. 747. – P. 7-18.
    • 27. Nicholls D.G. Bioenergetics: An Introduction to the Chemiosmotic Theory / D.G. Nicholls. – Acad. Press: London, New York, Paris, 1982. – 190 р.
    • 28. Rameech N.McC. Inhibition of Nanoceria’s Catalytic Activity due to Ce3+ Site-Specific Interaction with Phosphate Ions / N.McC. Rameech, P. Mendez, S. Barkam [et al.] // J. Phys. Chem. C. – 2014. – Vol. 118 (33). – P. 18992-19006.
    • 29. Rose J. Interactions between manufactured nanoparticles and individual cells / J. Rose, M. Auffan, O. Zeyons [et al.] // Geochimica et Cosmochimica Acta Suppl. Goldschmidt Conference Abstracts. – 2006. – V. 70. – Р. 539.
    • 30. Santos C.L. Nanomaterials with Antimicrobial Properties: Applications in Health Sciences / C.L. Santos, A.J.R. Albuquerque, F.C. Sampaio [et al.] // In: Microbial pathogens and strategies for combating them: science, technology and education. Publisher: Formatex Research Center. Editor: A. Méndez-Vilas. – 2013. – Vol. 1. – P. 143-154.
    • 31. Shcherbakov A.B. Advances and prospects of using nanocrystalline ceria in cancer theranostics / A.B. Shcherbakov, N.M. Zholobak, N.Ya. Spivak & V.K. Ivanov // Russian Journal of Inorganic Chemistry. — 12/2014, 59 (13). — Р. 1556-1575.
    • 32. Shcherbakov A.B. Advances and prospects of using nanocrystalline ceria in prolongation of lifespan and healthy aging / A.B. Shcherbakov, N.M. Zholobak, N.Ya. Spivak & V.K. Ivanov // Russian Journal of Inorganic Chemistry. — 12/2015, 60 (13). — Р. 1595-1625.
    • 33. Shcherbakov A.B. Cerium fluoride nanoparticles protect cells against oxidative stress / A.B. Shcherbakov, N.M. Zholobak, A.E. Baranchikov [et al.] // Materials Science and Engineering C. — 2015. — Vol. 50. — P. 151-159.
    • 34. Shcherbakov A.B. Nanocrystalline ceria based materials – Perspectives for biomedical application / A.B. Shcherbakov, V.K. Ivanov, N.M. Zholobak [et al.] // Biophysics. – 2011. – Vol. 56, Iss. 6. – P. 987-1004.
    • 35. Singh S. A phosphate-dependent shift in redox state of cerium oxide nanoparticles and its effects on catalytic properties / S. Singh, T. Dosani, A.S. Karakoti [et al.] // Biomaterials. – 2011. – Vol. 32 (28). – P. 6745-6753.
    • 36. Sobek J.M. Effects of the rare earth cerium on Escherichia coli / J.M. Sobek, D.E. Talburt // J. Bacteriol. — 1968. — 95 (1). — Р. 47-51.
    • 37. Sung W.-T. Transformation and fate of nanoscale ZnO, Ag, and CeO2 in different aquatic environments / W.-T. Sung. — Dept. Environmental Engineering, 2012 – 115 p.
    • 38. Zeyons O. Direct and indirect CeO2 nanoparticles toxicity for Escherichia coli and Synechocystis / O. Zeyons, A. Thill, F. Chauvat F. [et al.] // Nanotoxicology. – 2009. – Vol. 3 (4). – P. 284-295.
    • 39. Zholobak N.M. Antiviral effectivity of ceria colloid solutions / N.M. Zholobak, A.B. Shcherbakov, V.K. Ivanov [et al.] // Antiviral Research, Twenty-Fourth International Conference on Antiviral Research, Sofia, Bulgaria, May 2011. — V. 90, Iss. 2. — P. A67.
    • 40. Zholobak N.M. Direct monitoring of the interaction between ROS and cerium dioxide nanoparticles in living cells / N.M. Zholobak, A.B. Shcherbakov, E.O. Vitukova [et al.] // Royal Society of Chemistry Adv. – 2014. – № 4. – Р. 51703-51710.
    • 41. Zholobak N.M. Interaction of nanoceria with microorganisms / N. Zholobak, V. Ivanov, A. Scherbakov // In book: Nanobiomaterials in Antimicrobial Therapy, Chapter: 12, Publisher: Elsevier. — Р. 419-450.
    • 42. Zholobak N.M. Panthenol-stabilized cerium dioxide nanoparticles for cosmeceutic formulations against ROS-induced and UV-induced damage / N.M. Zholobak, A.B. Sherbakov, O.S. Bogorad-Kobelska [et al.] // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. — 2014. — V. 130. — Р. 102-108.
    • 43. Zholobak N.M. UV-shielding property, photocatalytic activity and photocytotoxicity of ceria colloid solutions / N.M. Zholobak, V.K. Ivanov, A.B. Shcherbakov [et al.] // J. Photochem. Photobiol. B. — 2011. — V. 102. — P. 32-38.

    Публікація статті:

    «Вістник проблем біології і медицини» Випуск 1 Том 2 (127), 2016 рік , 9-15 сторінки, код УДК 546.655.3-4+544.773:615.281.9