Mikrobiol. Z. 2020; 82(6):54-63.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj82.06.054

Фунгіцидна та бактерицидна активності алкілзамісних гуанідинійвмісних олігомерів

М.Я. Вортман1, Ю.Б. Письменна2, А.І. Чуєнко2, Д.Р. Абдуліна2, Ж.П. Коптєва2,
А.Є. Коптєва2, А.В. Руденко3, В.В. Третяк3, В.М. Лемешко1, В.В. Шевченко1

1Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України
Харківське шосе, 48, Київ, 02160, Україна

2Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Володимира Вінниченка, 9А, Київ, 04053, Україна

3Інститут урології НАМН України
вул. Героїв Оборони, 15, Київ, 03041, Україна

Біоциди широко використовуються в медицині та різних галузях промисловості як надійний спосіб захисту від ряду мікроорганізмів. Як бактерицидні препарати використовують органічні четвертинні амонієві сполуки, біологічна дія яких полягає у порушенні структури клітинних мембран і спричиненні денатурації клітинних білків, зниженні активності ключових ферментів. Похідні гуанідину широко застосовують як антисептики, інсектициди, лікарські засоби та консерванти. Серед полімерних похідних гуанідину найбільшого практичного застосування отримав олігексаметиленгуанідинійхлорид (ПГМГХ). Механізм біоцидної дії полігуанідинів подібний четвертинним амонієвим сполукам і носить мембрано-токсичний характер. Відомо, що гуанідинієві полімери мають меншу токсичність у порівнянні з гуанідином і відносяться до третього класу небезпеки. За бактерицидними властивостями значну увагу привертає практично не досліджений клас гуанідинієвих олігомерів. З метою посилення антимікробних властивостей та спрощення і здешевлення процесу синтезу видається перспективним отримання реакційноздатних функціональних гуанідинійвмісних олігомерів з алкільними радикалами різної довжини в своєму складі. Метою даної роботи є дослідження бактерицидної і фунгіцидної активностей синтезованих олігомерних алкілзамісних гуанідинійбромідів з різними радикалами -С3Н7,-C7H15, -C10H21 - по відношенню до бактерій та мікроміцетів. Методи. Синтез алкілзамісних гуанідинійвмісних олігомерів проводили двостадійно. На першій стадії отримували алкілзамісний гуанідин за реакцією гуанідину та алкілбромідів (Alk= -C3H7 (пропіл), -C7H15 (гептил), -C10H21 (децил)) у метанолі та мольному співвідношенні компонентів 1:1. На другій – проводили реакцію між ароматичним олігоепоксидом DER-331 та алкілзамісним гуанідином в метанолі при мольному співвідношенні компонентів 1:2. Культивування мікроорганізмів. Бактерії вирощували на м’ясо-пептонному агарі протягом 48 годин за температури 28±2°С. Тест-культури мікроміцетів культивували на агаризованому пивному суслі (6°Б), інкубували 14 діб у термостаті за температури 28±20 С. Антимікробну активність новосинтезованих алкілзамісних гуанідинійвмісних олігомерів визначали стандартним диско-дифузійним методом (метод дисків на агарі) та фунгіцидну активність –методом лунок в агарі. Результати. Олігомерні алкілзамісні гуанідинійброміди з різними радикалами у своєму складі -С3Н7,- C7H15, -C10H21 - синтезовано за реакцією гуанідину та алкілброміду з подальшою взаємодією з ароматичним олігоепоксидом. Показано бактерицидну та фунгіцидну активності алкілзамісних гуанідинійвмісних олігомерів по відношенню до різних гетеротрофних бактерій та мікроскопічних грибів. Встановлено, що алкілзамісні гуанідинійвмісні олігомери за концентраціями 1–3% інгібували ріст грамнегативних (Escherichia coli 475, Pseudomonas aeruginosa 465, Klebsiella pneumonia 479) і грампозитивних (Staphylococcus aureus 451, Enterococcus faecalis 422, Rhodococcus erythropolis 102, Bacillus subtilis 138) бактерій. Найвищі значення зони пригнічення росту (від 12±0,25 до 18±0,28 мм) грамнегативних бактерій (E. coli 475, K. pneumonia 479, P. aeruginosa 465) відмічено за дії олігомеру з найбільшою довжиною радикалу Alk= -C10H21. Чутливими до олігоетергуанідинійдецилброміду (Alk= -C7H15 і Alk= -C10H21) виявились грампозитивні ґрунтові бактерії Rhodococcus erythropolis 102 (30–40 мм) і Bacillus subtilis 138 (20–30 мм). Гуанідинійброміди з довжиною алкільного радикалу від Alk= -C7H15 до Аlk= -C10H21 у концентрації 1% чинили бактерицидну дію на мікроміцети – Aureobasidium pullulans F-41430, Paecilomyces variotii F-41432, Trichoderma viride F-41437, Scopulariopsis brevicaulis F-41434, Candida albicans F-41441, Penicillium ochrochloron F-41431. Висновки. Зі збільшенням довжини алкільного радикалу гуанідинійвмісних олігомерів суттєво підвищуються їх бактерицидні та фунгіцидні властивості. Алкілзамісні олігомери на основі гуанідину є перспективними до використання як дезінфектанти для обробки приміщень та як добавки в полімерні композиції для захисту їх від біопошкоджень.

Ключові слова: алкілзамісні гуанідинійвмісні олігомери, гетеротрофні бактерії, мікроміцети, бактерицидна та фунгіцидна активності.

Повний текст (PDF, англ)