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. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, 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)