[go: up one dir, main page]

RU2514662C2 - Способ определения активации плазминогена бактериями в условиях in vitro - Google Patents

Способ определения активации плазминогена бактериями в условиях in vitro Download PDF

Info

Publication number
RU2514662C2
RU2514662C2 RU2012134188/10A RU2012134188A RU2514662C2 RU 2514662 C2 RU2514662 C2 RU 2514662C2 RU 2012134188/10 A RU2012134188/10 A RU 2012134188/10A RU 2012134188 A RU2012134188 A RU 2012134188A RU 2514662 C2 RU2514662 C2 RU 2514662C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasminogen
bacteria
activation
arginine
protamine
Prior art date
Application number
RU2012134188/10A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012134188A (ru
Inventor
Елена Сергеевна Шипко
Борис Николаевич Мишанькин
Ольга Викторовна Дуванова
Людмила Васильевна Романова
Original Assignee
Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека filed Critical Федеральное казенное учреждение здравоохранения "Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Priority to RU2012134188/10A priority Critical patent/RU2514662C2/ru
Publication of RU2012134188A publication Critical patent/RU2012134188A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2514662C2 publication Critical patent/RU2514662C2/ru

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области медицинской микробиологии и касается способа определения активации плазминогена бактериями. Способ включает внесение протамина сульфата в подготовленный супернатант, инкубацию полученной смеси, осаждение клеток центрифугированием, инкубацию супернатанта с протамин сульфатом, осаждение белка и регистрацию активации плазминогена бактериями по количеству отщепившегося аргинина, содержание которого определяют методом Сакагуши по окрашиванию проб в красный цвет. Изобретение позволяет проводить регистрацию явления активации плазминогена бактериями в условиях in vitro с помощью протамина. 4 табл., 4 пр.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области медицинской микробиологии и может быть использовано при проведении прикладных и фундаментальных исследований, связанных с изучением тонких механизмов патогенеза, инвазии, бактериемии и диссеминации микроорганизмов.
Известно, что ряд микробных патогенов использует систему плазминоген/плазмин человека для преодоления тканевых барьеров во время так называемых бактериальных метастазов(1). Они экспрессируют на своей поверхности рецепторы для фиксации и последующей активации плазминогена под влиянием урокиназы (uАР) и тканевого активатора плазминогена (tAP) хозяина, другие для этого используют собственные протеазы, входящие в семейство омптинов. Таким образом, активация плазминогена в плазмин существенно усиливает патогенетические возможности возбудителя за счет усиления его деструктивного потенциала, направленная на слом врожденных защитных сил чувствительного хозяина. Поэтому актуальным является удобный и безопасный способ детекции активации плазминогена тем или иным возбудителем.
Известен способ активации плазминогена клетками Yersinia pestis KIM D34 по Haiko J. (2), заключающийся в том, что для регистрации активности плазмина используют хромогенный субстрат Val-Leu-Lys-p-нитроанилин дигидрохлорида (S-2251), который добавляют в инкубационную смесь. Образование плазмина регистрируют при помощи специального ридера для планшетов при 405 нм.
Однако известный синтетический хромогенный субстрат характеризуется нестабильностью при хранении, длительностью процесса (т.к. инкубация порой составляет 24 часа), дороговизной реагентов и требует специальной аппаратуры.
За прототип выбран способ определения плазминогена хромогенным субстратом (см. А.П. Мамот, А.И. Мамаев, З.С. Барназа и др. «Метод определения плазминогена отечественным хромогенным субстратом и его диагностическое значение», журнал Клиническая лабораторная диагностика, №3, 2000 г., стр.21-23) (3), заключающийся в том, что к 0,5 мл суспензии бактерий в физиологическом растворе (109 кл/мл) добавляют 15 мкг человеческого плазминогена и 30 мкл хромогенного субстрата For-Ala-Phe-Lys-pNa. HBr в количестве 4 мкг/мл в конечном объеме 540 мкл, затем инкубируют при 37°С в течение 0,5-24 часов, расщепление субстрата плазмином регистрируют при 405 нм по отщепившемуся pNa и выражают в цифрах экстинкции ΔA405=t1-t0, в результате гидролиза субстрата образуется окрашенное вещество, подтверждающее присутствие плазмина.
Недостатком прототипа является сложность и длительность процесса исследования, тем более что сам синтез коммерческого препарата For-Ala-Phe-Lys-pNa. HBr представляет собой трудоемкий многостадийный процесс, включающий 7 стадий.
Кроме того, регистрация способности протеазы белков наружной мембраны возбудителей особо опасных инфекций активировать плазминоген путем расщепления хромогенных субстратов представляется сложным из-за особенностей работы с особо опасными инфекциями.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка простого и более эффективного по времени и стоимости способа регистрации явления активации плазминогена бактериями особо опасных инфекций в условиях in vitro в максимально безопасных для экспериментатора условиях.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе определения активации плазминогена у бактерий в условиях in vitro, включающем реакцию взаимодействия плазмина с пептидным субстратом, в качестве последнего используют протамин сульфат, который вносят в количестве 100 мкл в подготовленный супернатант, который готовят в виде смеси: к 0,49 мл 0,2М фосфатного буфера, рН 8.0, добавляют 0,5 мл суспензии бактерий в физиологическом растворе (5×109 кл/мл) и 15 мкг человеческого плазминогена в конечном объеме 1 мл, затем полученную взвесь инкубируют в течение 1 часа при 37°С и осаждают центрифугированием при 11000 об/мин в течение 5 минут, после этого пробы инкубируют 2 часа при 37°С, затем белок в пробах осаждают добавлением 1 мл 20% ТХУ, помещают в ледяную баню и регистрируют активацию плазминогена бактериями по количеству отщепившегося аргинина, содержание которого определяют методом Сакагуши по окрашиванию проб в красный цвет, чем ярче окраска, тем большее количество отщепившегося аргинина, и соответственно выше активность исследуемого штамма.
Способ осуществляется следующим образом. Для подтверждения работы способа были использованы штаммы микроорганизмов V. cholerae (5879, 17259, 17779, 17625); Y. pestis (EV, TRU, ЖВR); F.tularensis (Schu, 543, novicidae, 1510) и штаммы бактерий E. coli (QD5003, QD5003 pRD13) из коллекции Ростовского-на-Дону противочумного института.
Предварительно готовят суспензию бактерий по оптическому стандарту мутности в концентрации (5×109кл/мл), которые обеззараживают добавлением мертиолата натрия (1:10000).
Затем для проведения реакции готовят инкубационную смесь, для этого к 0,49 мл 0,2М фосфатного буфера, рН 8.0, добавляют 0,5 мл суспензии бактерий в физиологическом растворе (5×109 кл/мл) и 15 мкг человеческого плазминогена в конечном объеме 1 мл. В первую контрольную пробирку вместо суспензии клеток вносят физиологический раствор (контроль плазминогена), во вторую вносят физиологический раствор вместо бактериальной суспензии и плазминогена (контроль протамина). Инкубацию ведут 1 час при 37°С, после чего клетки осаждают центрифугированием (11000 об/мин, биофуга Heareus) в течение 5 минут. Супернатант переносят в чистую пробирку. В опытные и контрольные пробы вносят по 100 мкл протамина, что соответствует 10 мг/мл упомянутого субстрата.
После этого пробы инкубируют 2 часа при 37°С. Затем белок осаждают добавлением 1 мл 20% ТХУ, чем достигается дополнительное обеззараживание содержимого пробы. Осветленный центрифугированием супернатант переносят в стеклянные пробирки, которые помещают в ледяную баню и используют для определения содержания аргинина методом Сакагуши (4).
Количество отщепленного активированным плазминогеном аргинина определяют по калибровочной кривой, которую строят с использованием в качестве стандарта препарата солянокислого аргинина. Активность выражают в мкг аргинина, отщепленного от протамина плазмином, образовавшимся вследствие активации плазминогена клетками исследуемого микроорганизма за 1 час инкубации при 37°С.
Кроме того, способ сопровождается окрашиванием проб в красный цвет, чем ярче окраска, тем выше содержание аргинина и следовательно выше активность исследуемого штамма.
Пример №1.
В качестве исследуемых штаммов использовали культуры V. cholerae 5879, 17259 (изолированные от больных и несущие интактный ген ompT, детерминирующий плазминогенактивирующую способность штаммов) и 17625, 17779 (выделенные из проб воды и лишенные интактного гена ompT в результате мутационных событий).
Как видно из таблицы 1, штаммы холерных вибрионов, полученные из клинического материала, обладали способностью активировать плазминоген человека в условиях in vitro, на что указывают высокие показатели содержания аргинина и окрашивание проб, тогда как штаммы, выделенные из проб воды, такой способностью не обладали.
Пример №2.
Для изучения были взяты экспериментальные штаммы Е. coli QD5003, E. coli QD5003pRD13 (с плазмидой несущий ген активатора плазминогена pla+ Yersinia pestis).
Как следует из таблицы 2, штаммы кишечной палочки обладали плазминогенактивирующей способностью, причем у штамма, трансформированного плазмидой pRD13 с геном рlа из чумного микроба, активность была в 2 раза выше, чем у исходного в связи с суммацией активностей двух генов.
Пример №3.
В качестве исследуемых использовали штаммы возбудителя туляремии - Francisella tularensis Schu, 543 (вирулентные штаммы), 1510 и F. novicidae (авирулентные штаммы) (табл.3).
Из данных таблицы 3 можно заключить, что вирулентные штаммы обладали высокой способностью активировать плазминоген, тогда как непатогенные для человека варианты - сниженной.
Пример №4.
В качестве исследуемых штаммов использовали культуры возбудителя чумы - Yersinia pestis EV (pla+, вакцинный штамм), TRU, ЖВК (Δpla, авирулентные штаммы) (табл.4).
Из данных таблицы 4 видно, что штамм, несущий ген pla, обладает высокой способностью активировать плазминоген, тогда как штаммы, не содержащие в своем геноме pla, данной активностью не обладали.
Из примеров 1-4 следует, что заявленный способ позволяет характеризовать бактерии по плазминогенактивирующей способности, не уступая при этом методу, изложенному в ближайшем аналоге, с соблюдением правил противоэпидемической защиты экспериментатора.
Таким образом, регистрацию активации плазминогена бактериями осуществляют с использованием в качестве субстрата протамин сульфата, на 60% состоящего из остатков аргинина, связи между которыми расщепляет плазмин.
Использование предлагаемого изобретения позволяет с помощью протамина простым, не требующим дорогостоящих реагентов и оборудования, а также эффективным по времени (в течение 4-х часов), безопасным для экспериментатора условиях проводить регистрацию явления активации плазминогена бактериями в условиях in vitro.
В дальнейшем предложенный способ может быть использован при изучении патогенеза холеры, туляремии и др. инфекций, а также при разработке и характеристике вакцинных препаратов из возбудителей особо опасных инфекций на основе белков наружной мембраны и пузырьков из них.
Источники информации
1. Lahteenmaki К., Edelman S., Korhonen Т.К. Bacterial metastasis: the host plasminogen system in bacterial invasion // Trends in Microbiology. - 1984 - Vol.13. - N2. - P.79-85.
2. Haiko J., Suomalainen M., Ojala Т., Lahteemaki K., Korhonen Т.К., Breaking barriers - attack on innate immune defence by omptin surface proteases ofenterobactsrial pathogens. // Innate Immunity 2009. - Vol.15. - №2. - р.67-80.
3. Момот А.П., Мамаев А.Н., Баркаган З.С., Неведрова О.Е., Макаров В.А., Воюшина Т.Л., Ерин Д.М. Метод определения плазминогена с отечественным хромогенным субстратом и его диагностическое значение. // Клиническая лабораторная диагностика., 2000, №3, с.21-24.
4. Gilboe D.D., Williams J.N. Evaluation of the Sakagushi reaction for quantitative determination of arginine. // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. - 1956 - Vol.91. - №4. - р.535-536.
Таблица 1
Штамм V. cholerae Протамин Хромогенный субстрат
мкгАрг/109м.к/час ОП405, A405=t1-t0 (за 24 ч)
1. 5879 48,0 0,19
2. 17259 22,0 0,153
3. 17779 0 0
4. 17625 0 0
Таблица 2
Штамм E. coli Протамин Хромогенный субстрат
мкгАрг/109м.к/час ОП405, A405=t1-t0 (за 24 ч)
1. QD5003 9,22 0,378
2. QD5003 pRD13 19,83 0,512
Таблица 3
Штамм F. Tularensis Протамин Хромогенный субстрат
мкгАрг/10м9.к/час ОП405, А405=t1-t0 (за 24 ч)
1. Schu 10,0 0,137
2. 543 5,6 0,128
3. novicidae 2,6 0,155
4. 1510 1,55 0,277
Таблица 4
Штамм Y. pestis Протамин Хромогенный субстрат
мкгАрг/109м.к/час ОП405, А405=t1-t0 (за 24 ч)
1. EV 155,19 0,149
2. TRU 0,78 0
3. ЖВR 0 0

Claims (1)

  1. Способ определения активации плазминогена бактериями в условиях in vitro, включающий реакцию взаимодействия плазмина с пептидным субстратом, отличающийся тем, что в качестве субстрата используют протамин сульфат, который вносят в количестве 100 мкл в подготовленный супернатант, последний готовят в виде смеси: 0,49 мл 0,2 М фосфатного буфера, рН 8,0, добавляют 0,5 мл суспензии бактерий в физиологическом растворе (5×109 кл/мл) и 15 мкг человеческого плазминогена в конечном объеме 1 мл, затем полученную смесь инкубируют в течение одного часа при 37°С и клетки осаждают центрифугированием при 11000 об/мин в течение 5 мин, после этого супернатант с протамин сульфатом инкубируют 2 часа при 37 °С, белок осаждают добавлением 1 мл 20% ТХУ, помещают в ледяную баню, активацию плазминогена бактериями регистрируют по количеству отщепившегося аргинина, содержание которого определяют методом Сакагуши по окрашиванию проб в красный цвет, чем ярче окраска, тем выше содержание аргинина.
RU2012134188/10A 2012-08-09 2012-08-09 Способ определения активации плазминогена бактериями в условиях in vitro RU2514662C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134188/10A RU2514662C2 (ru) 2012-08-09 2012-08-09 Способ определения активации плазминогена бактериями в условиях in vitro

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134188/10A RU2514662C2 (ru) 2012-08-09 2012-08-09 Способ определения активации плазминогена бактериями в условиях in vitro

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012134188A RU2012134188A (ru) 2014-02-20
RU2514662C2 true RU2514662C2 (ru) 2014-04-27

Family

ID=50113829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012134188/10A RU2514662C2 (ru) 2012-08-09 2012-08-09 Способ определения активации плазминогена бактериями в условиях in vitro

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2514662C2 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231006A (en) * 1986-10-16 1993-07-27 Behringwerke Aktiengesellschaft Method for the determination of plasminogen
RU2252421C1 (ru) * 2003-10-23 2005-05-20 Айсина Роза Бакировна Способ определения тканевого активатора плазминогена

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231006A (en) * 1986-10-16 1993-07-27 Behringwerke Aktiengesellschaft Method for the determination of plasminogen
RU2252421C1 (ru) * 2003-10-23 2005-05-20 Айсина Роза Бакировна Способ определения тканевого активатора плазминогена

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAIKO J et all, Invited review: Breaking barriers-attack on innate immune defences by omptin surface proteases of enterobacterial pathogens, Innate Immun., 2009 Apr, Vol. 15, No. 2, p. 67-80, abstract *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012134188A (ru) 2014-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
De Bernardis et al. Evidence that members of the secretory aspartyl proteinase gene family, in particular SAP2, are virulence factors for Candida vaginitis
Kline et al. Gram‐positive uropathogens, polymicrobial urinary tract infection, and the emerging microbiota of the urinary tract
Kuntaman et al. Prevalence of methicillin resistant Staphylococcus aureus from nose and throat of patients on admission to medical wards of DR Soetomo Hospital, Surabaya, Indonesia
Cattelan et al. Hyperbiofilm formation by Bordetella pertussis strains correlates with enhanced virulence traits
JP5535942B2 (ja) 試験試料中の黄色ブドウ球菌の有無を検出するための方法および媒体
Atalay et al. Investigation of possible virulence factors in Candida strains isolated from blood cultures
Haas et al. Characterization of DNase activity and gene in Streptococcus suis and evidence for a role as virulence factor
Xu et al. Unusual features and molecular pathways of Staphylococcus aureus L-form bacteria
JP5475278B2 (ja) 細胞内酵素放出前の細胞外酵素不活性化を用いたサンプル中の細胞識別
Peacock Staphylococcus aureus
Bereta et al. Identification of a new genetic variant (G231N, E232T, N235D) of peptidylarginine deiminase from P. gingivalis in advanced periodontitis
Braga-Silva et al. Trailing end-point phenotype antibiotic-sensitive strains of Candida albicans produce different amounts of aspartyl peptidases
RU2514662C2 (ru) Способ определения активации плазминогена бактериями в условиях in vitro
US8546103B2 (en) Method for detecting the presence or absence of pathogenic Staphylococci in a test sample, including test mixture with micro particles
Xue et al. Lack of the delta subunit of RNA polymerase increases virulence related traits of Streptococcus mutans
Sobieh et al. Estimating the expression levels of genes controlling biofilm formation and evaluating the effects of different conditions on biofilm formation and secreted aspartic proteinase activity in Candida albicans and Saccharomyces cerevisiae: a comparative study
Kholodkov et al. Effect of Bacillus cereus hemolysin II on hepatocyte cells
Arzumanian et al. Communities of skin propionic bacteria: cultivation and antifungal antagonistic activity
Ali et al. Hydrolytic enzymes as probable virulence factors For Aspergillus ochraceus Fm90 in Aspergillosis
Dawoud et al. Impact of sub-inhibitory antibiotic concentrations on biofilm formation among nosocomial isolates of Enterococcus species
Nikitushkin et al. Effect of secreted Rpf protein on intracellular contacts in Micrococcus luteus and Mycobacterium smegmatis cultures
Taha et al. Detection of extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs) in clinical isolates of Klebsiella pneumoniae using the ESBL NDP test and flow cytometric assay in comparison to the standard disc diffusion
RU2822353C1 (ru) Способ генотипирования B.pertussis из клинических образцов на основе вложенной ПЦР
Chouhan et al. Episymbiotic Saccharibacteria suppresses epithelial immunoactivation through Type IV pili and TLR2 dependent endocytosis
RU2787047C1 (ru) ПЛАЗМИДНЫЙ ВЕКТОР pESB ДЛЯ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ NEISSERIA GONORRHOEAE К БЕТА-ЛАКТАМНЫМ АНТИБИОТИКАМ И СПОСОБ ЕГО КОНСТРУИРОВАНИЯ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170810