Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

ANTIMICROBICAL AFFECT ESTIMATION OF SOME NEW CARBO- AND GETEROCYCLIC SUBSTENSCES

Н.Ф. Пермякова, М.С. Карнаухова, О.В. Нечаева, Е.И. Тихомирова
В работе была изучена антимикробная активность гетероциклических соединений в отношении микроорганизмов с различным строением клеточной стенки. Показана перспективность использования соединения из ряда фенилпентендиона, оказывающего подавляющее антимикробное действие на грамположительные и грамотрицательные бактерии в очень низких концентрациях. Исследуемые соединения ряда халкона и семикарбазонов могут быть предложены для более углубленного изучения в качестве перспективных антистафилококковых препаратов.
The purpose of our work was selection and studying of the most perspective geterocyclic substances with activity against microorganisms with various structure of a cellular wall. Some halcones, semycarbazones and phenylpentendiones was investigated. The received results show perspectivity of phenilpentendion as effective chemotherapeutic substance because it have an antimicrobic activity against both gram-positive, and gram-negative bacteria in very low concentrations. Investigated halcones and semycarbazones show an antimicrobic activity against Staphylococcus aureus and can be offered for more profound studying as perspective antistaphylococcal medicines.

Введение

В настоящее время в медицинской практике используются около тысячи химиотерапевтических препаратов и антибиотиков. Однако ко многим из них микроорганизмы приобрели устойчивость, что привело к снижению эффективности их применения (Страчунский Л.С., Козлов С.Н., 2001). Поэтому одним из важнейших направлений прикладной микробиологии и биотехнологии является создание и использование новых соединений противомикробного действия.

Серьезной проблемой является поиск препаратов, обладающих антимикробной активностью в отношении грамотрицательных микроорганизмов. Поверхностные структуры грамположительных бактерий (капсула, клеточная стенка) не являются препятствием для проникновения антимикробных препаратов внутрь бактериальной клетки. Однако клеточная стенка грамотрицательных бактерий для большинства химических соединений является непроницаемой, что связано с особенностями ее строения. Единственным местом проникновения служат пориновые каналы внешней мембраны, которые являются основным путем транспорта питательных веществ внутрь бактериальной клетки (Супотницкий М.В., 2000). Количество и тип порина может изменяться с изменением условий окружающей среды, таким образом бактериальная клетка регулирует проницаемость наружной мембраны в ответ на внешний стимул. Через пориновые каналы могут проникнуть соединения с низкой молекулярной массой и определенной пространственной структурой (Руднов В.А., 2005; Яковлев В.П. Яковлев С.В., 2003).

В связи с этим целью нашей работы явились отбор и изучение наиболее перспективных гетероциклических соединений, обладающих антимикробной активностью в отношении микроорганизмов с различным строением клеточной стенки.

Материалы и методы

На предварительном этапе было протестировано 55 новых карбо- и гетероциклических соединений, синтезированных в НИИ органической и биоорганической химии Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского. Из них были отобраны 12 веществ с различной антимикробной активностью. Наиболее перспективными являлись соединения ряда фенилпентендиона, в частности, 2,4-дихлор-1,3,5-трифенил-2-пентен-1,5-дион.

Также были отобраны 2 препарата ряда семикарбазонов: диэтил-4-гидрокси-4-метил-6-семикарбазоно-2-(4-метоксифе-нил)-циклогексан-1,3-дикарбоксилат, диэтил-4-гидрокси-4-метил-6-семикарбазоно-2-тиенил-циклогексан-1,3-дикарбоксилат, и 5 соединений, относящихся к ряду халконов: (4-(диметиламино)бензилиден)пентан-2,4-дион и этил-2-(4-гидроксибензилиден)-3-оксо-бутаноат и полифункционально-замещенные эфиры - 2,2´-ди-(3-(3-метокси-4-гидроксифенил)-2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метилциклоген-1-ил)-диэти-ловый, 2,2´-ди-(3-фенил-2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метилциклоген-1-ил)-диэтиловый и 2,2´-ди-(3-(3-нитрофенил)-2,4-диацетил-5-гидрокси-5-метилциклоген-1-ил)-диэтиловый эфиры. Эти соединения обладали высокой антимикробной активностью и хорошей растворимостью.

В качестве модельных микроорганизмов для экспериментов использовали тест-штаммы Bacillus cereus 8035, Escherichia coli 113-13 и Staphylococcus aureus 209 Р, полученные из ГИСК им. Л.А. Тарасевича. Выбор штаммов был обусловлен различиями в строении клеточной стенки: E . coli- грамотрицательная палочка,S . aureus - грамположительный кокк, аB.cereus- грамположительная спорообразующая палочка. Из суточных культур исследуемых микроорганизмов готовили взвесь в физиологическом растворе по оптическому стандарту мутности 10 Ед (ГИСК им. Тарасевича), которую титровали до конечной концентрации2000 микробных клеток/мл. Для определения основного количественного показателя, характеризующего микробиологическую активность антибактериальных препаратов, использовали метод серийных разведений (Нетрусов А.И., 2005). Определяли минимальную подавляющую концентрацию (МПК) исследуемого соединения, которая подавляет видимый рост исследуемого микроорганизма в бульонной культуре или на плотной питательной среде. Для определения МПК всех исследуемых препаратов использовали двойные последовательные разведения концентраций веществ от максимальной (50 мкг/мл) к минимальной (0,8 мкг/мл) в жидкой питательной среде - мясо-пептонном бульоне (МПБ), в пробирки с которыми добавляли взвесь исследуемых микроорганизмов и инкубировали в термостате при температуре 37оС в течение 24 часов. После этого проводили предварительное определение МПК и делали высев на плотную питательную среду для определения типа действия (бактериостатического или бактерицидного) определенной концентрации препарата на исследуемый микроорганизм. Посевы инкубировали в термостате при температуре 37оС в течение 24 часов, после чего учитывали полученные результаты. Все эксперименты проведены в трехкратных повторностях, результаты обработаны общепринятыми статистическими методами. 

Результаты и их обсуждение

Было установлено, что препарат ряда фенилпентендиона - 2,4-дихлор-1,3,5-трифенил-2-пентен-1,5-дион обладал эффективным бактерицидным действием в отношении грамположительных бактерий -Saureus 209 P и Bcereus 8035, причем МПК для каждого из этих микроорганизмов составила 5 мкг/ мл.

В отношении Ecoli 113-13 фенилпентендион в зависимости от концентрации обладал как бактериостатическим, так и бактерицидным действием: при инкубации бактерий с препаратом в концентрации 0,5 мкг/мл через 24 часа рост на плотной питательной среде отсутствовал, однако на вторые сутки появлялись отдельные изолированные колонии. Концентрации фенилпентендиона от 1 мкг/мл и выше оказывали выраженное бактерицидное действие.

Препараты ряда семикарбазонов обладали бактерицидным действием по отношению к Saureus 209 Р - представителю грамположительных кокков. МПК для данного микроорганизма составила 1,6 мкг/мл.

Выявлено, что исследуемые соединения ряда халкона не обладали антимикробной активностью в отношении палочковидных бактерий E. сoli 113-13 и Bcereus 8035, но проявляли бактерицидную активность в отношении Saureus 209 Р - представителя грамположительных кокков. Так, МПК для 3-(4-(диметиламино) бензилиден)пентан-2,4диона составила 
1,6 мкг/мл, а для остальных соединений - 0,8 мкг/мл.

Полученные результаты позволили сделать заключение о перспективности в качестве эффективного химиотерапевтического антимикробного средства соединения 2,4-дихлор-1,3,5-трифенил-2-пентен-1,5-дион из ряда фенилпентен-диона, поскольку оно оказывает подавляющее антимикробное действие как на грамположительные, так и на грамотрицательные бактерии в очень низких концентрациях.

Исследуемые соединения ряда семихинона и халкона могут быть предложены для более углубленного изучения в качестве перспективных антистафилококковых препаратов.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Нетрусов А.И., Егорова М.А., Захарчук Л.М. и др. Практикум по микробиологии: учеб. пособие для студ. высших учеб. заведений. - М.: Изд. центр «Академия», 2005. - 608 с.

2.   Руднов В.А Антибиотикотерапия госпитальных инфекций вызванных P. аeruginosа // Русский медицинский журнал. - 2005. - Т. 13, № 7. - С.16-20.

3.   Страчунский Л.С., Козлов С.Н. Современная антимикробная химиотерапия, 2001. - 432 с.

4.   Супотницкий М.В. Микроорганизмы, токсины и эпидемии. - М., 2000. - 376 с.

5.   Яковлев В.П., Яковлев С.В. Рациональная антимикробная терапия, 2003. - 1004 с.