Mikrobiol. Z. 2020; 82(6):35-42.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj82.06.035

Хімічна характеристика та біологічна активніcть ліпополісахаридів Escherichia coli

О.С. Броварська¹, Л.Д. Варбанець¹, С.В. Калініченко²

¹Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

²Інститут мікробіології та імунології ім. І.I. Мечникова НМАН України
вул. Пушкінська, 14/16, Харків, 61057, Україна

Ліпополісахариди (ЛПС) − специфічні компоненти клітинної оболонки грамнегативних бактерій, розташовані на зовнішній поверхні їх зовнішньої мембрани і виконують ряд важливих фізико-хімічних та біологічних функцій. Поширеними в природі є представники родини Enterobacteriaceae. Серед них є сапротрофи, корисні для людей симбіонти, а також збудники гострих кишкових інфекцій. Роль сапротрофної кишкової мікробіоти не обмежується лише її участю в процесі травлення. Ендотоксин, що виділяється в результаті самовідновлення клітинного пулу кишкової палички, частково потрапляє в портальну кров і здійснює антигенну стимуляцію макроорганізму. Крім того, невелика кількість ендотоксину може також виділятися живими грамнегативними бактеріями, які, враховуючи велику популяцію кишкової палички в кишечнику, можуть створити досить високу концентрацію ендотоксину. Мета. Вивчення складу та біологічної активності ліпополісахаридів нових штамів кишкової палички, виділених з організму людини. Методи. Об′єктом досліджень були штами кишкової палички, виділені від здорових пацієнтів в епідеміологічному центрі м. Харкова. ЛПС екстрагували з висушених клітин 45 %-ним водним розчином фенолу при 65–68°С методом Вестфаля та Янна. Кількість вуглеводів визначали фенольно-сірчаним методом, їх вміст − відповідно до калібрувальної кривої, яку будували з використанням глюкози як стандарту. Вміст нуклеїнових кислот визначали методом Спірина, білка − Лоурі. Серологічну активність ЛПС досліджували подвійною імунодифузією в агарі методом Оухтерлоні. Результати. У складі всіх досліджених ЛПС E. coli (2884, 2890, 2892) глюкоза була домінуючим моносахаридом (40,5, 41,1, 67,3% відповідно). ЛПС також містив рамнозу (1,8, 22,9, 1,6% відповідно), рибозу (3,5, 6,1, 3,6% відповідно) та галактозу (4,1, 20,2, 18,3% відповідно). ЛПС E. coli 2884 також містив арабінозу (1,0%) та манозу (44,8%), тоді як ЛПС штамів E. coli 2890 та 2892 містили гептозу (9,7 та 7,8% відповідно). Склад ліпіду A був представлений жирними кислотами з довжиною вуглецевого ланцюга від C₁₂ до C₁₈. Переважаючими компонентами були 3-гідрокситетрадеканова (39,2–51,3%), а також тетрадеканова (23,1–28,5%), додеканова (8,9–10,9%), гексадеканова (4,3–7,2%) та октадеканова кислоти (1,8–2,4%). Також були виявлені ненасичені жирні кислоти: гексадеценова (2,0–17,9%) та октадеценова (3,4–4,2%). Було встановлено, що октадеканова і октадеценова кислоти відсутні в ЛПС штамів 2884 та 2892. Результати SDS-PAАG електрофорезу свідчать про бімодальний розподіл, типовий для S-форм ЛПС. Досліджувані ЛПС були токсичними та пірогенними. Подвійною імунодифузією в агарі за Оухтерлоні показано, що досліджувані ЛПС проявляли антигенну активність в гомологічній системі. У гетерологічній системі ЛПС E. coli 2892 давав перехресну реакцію з ЛПС E. coli 2890 та М-17. Оскільки структура О-специфічного полісахариду М-17 була встановлена нами раніше, результати серологічних реакцій дають змогу припустити аналогію структур O-специфічних полісахаридів E. coli 2892 та 2890 із структурою Е. coli М-17 та належність їх до тієї ж серогрупи. Висновки. Дослідження складу і біологічної активності ЛПС нових штамів Escherichia coli 2884, 2890 та 2892, виділених із організму практично здорових пацієнтів, розширює наші знання щодо біологічної характеристики виду.

Ключові слова: Escherichia coli, ліпополісахарид, моносахаридний та жирнокислотний склад, токсичність, пірогенність, серологічна активність.

Повний текст (PDF, англ)