بررسی خواص ضد باکتریایی پپتید نوترکیب لاکتوفرامپین-لاکتوفریسین شتری بر روی رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس مولد ورم پستان در گاوهای شیری هلشتاین

نشریه علمی میکروبیولوژی دامپزشکی

مقاله 4، دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 37، اسفند 1397، صفحه 37-47   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی (اصیل)

نویسندگان

سیده زهرا موسوی¹؛ مجتبی طهمورث پور^{* 2}؛ محمد هادی سخاوتی²؛ علی جواد منش²

¹کارشناسی ارشد اصلاح نژاد دام، دانشگاه قردوسی مشهد

²گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

هدف از این پژوهش بررسی اثر ضد باکتریایی پپتید نوترکیب لاکتوفرامپین-لاکتوفریسین شتری بر روی رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس مولد ورم پستان گاو شیری است. پپتید نوترکیب لاکتوفرامپین-لاکتوفریسین شتری که از مطالعات قبلی در آزمایشگاه بیوتکنولوژی گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد تهیه شده بود مورد استفاده قرار گرفت. اثر ضدباکتریایی این پپتید به روش شمارش کلونی بر روی باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس (25923 ATCC) و استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی‌‌سیلین (1764PTCC ) انجام گرفت. همچنین بررسی اثر حرارت 100 درجه سانتی گراد و لئوفلایز کردن این پپتید بر فعالیت ضد باکتریایی آن به روش انتشار از دیسک انجام شد. نتایج نشان داد که پپتید نوترکیب تولیدی در برابر باکتری‌ استافیلوکوکوس اورئوس اثر ضد باکتریایی داشت )0001/0(p < ولی بر روی باکتری استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی‌سیلین بی‌تأثیر بود. همچنین بررسی اثر حرارت نشان داد که اعمال حرارت 100 درجه سانتی‌گراد تا مدت‌زمان 40 دقیقه تأثیر معنی‌داری بر میزان فعالیت این پپتید نداشت ولی در زمان های 70 و 100 دقیقه کاهش معنی داری در فعالیت ضد باکتریایی این پپتید مشاهده شد )0001/0(p

کلیدواژه‌ها

استافیلوکوکوس اورئوس؛ پپتید نوترکیب؛ لاکتوفرامپین-لاکتوفریسین؛ ورم پستان

اصل مقاله

1- Baker, E.N., Baker, H.M., Kidd, R.D. (2002). Lactoferrin and transferrin: Functional variations on a common structural framework. Journal  of Biochemistry and Cell Biology, 80: 27-34.

2- Barkema, H.W., Green, M.J., Bradley, A.J., Zadoks, R.N. (2009). Invited  review: The role of contagious disease in udder health. Journal of Dairy Science, 92: 4717-4729.

3- Bartlett, J.G. (2008). Methicillin-resistant Staphylococcus aureus infections. Journal of Topics in Antiviral Medicine, 16:151-155.

4-Bezwoda, W.R., Mansoor, N. (1989). Lactoferrin from human breast milk and from neutrophil granulocytes. Comparative studies of isolation, quantitation, characterization and iron binding properties. Journal of Biomedical Chromatography, 3:121-126.

5- Bolourchi, M., Mokhber, D.M.R., Kasravi, R., Moghimi, E.A., Hovareshti, P. (2008). An estimation of national average of milk somatic cell count and production losses due to subclinical mastitis in commercial dairy herds in Iran. Journal of Veterinary Research, 63:263-266.

6- Bolscher, J.G., Adao, R., Nazmi, K., van den Keybus, P.A., van 't Hof, W., Nieuw Amerongen, A.V., Bastos, M., Veerman, E.C. (2009). Bactericidal activity of Lfchimera is stronger and less sensitive to ionic strength than its constituent lactoferricin and lactoferrampin peptides. Journal of Biochimie, 91:123-132.

7- Bradley, A. J. (2002). Bovine Mastitis: An Evolving Disease. The Veterinary Journal, 164:116-128.

8- Brisson, G., Britten, M., Pouliot, Y. 2007. Heat-induced aggregation of bovine lactoferrin at neutral pH: Effect of iron saturation.  Journal of  International Dairy, 17: 617-624.

9- Chirag, s., Yagnik, B.N. (2014). Determination of  Thermal Sensitivity of Staphylococcus aureus isolate CHK3. Scholars Academic Journal of Biosciences, 2:887-890.

10- Conesa, C., Sanchez, L., Rota, C., Perez, M., Calvo, M., Farnaud, S., Evans, R.W. (2008). Isolation of lactoferrin from milk of different species: calorimetric and antimicrobial studies. Comparative Biochemistry and Physiology Part B. Journal of Biochemistr and Molecular Biology, 150:131-139.

11-Deleo, F.R., Chambers, H.F. (2009). Chambers. Reemergence of antibiotic-resistant Staphylococcus aureus in the genomics era. Journal of Clinical Investigation, 119: 2464-2474.

12- Diarra, M.S., Petitclerc, D., Lacasse, P., (2002). Effect of lactoferrin in combination with penicillin on the morphology and the physiology of Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitis. Journal of  Dairy Science, 85:1141-1149.

13- Ereifej, K.I., Alu’datt, M.H., AlKhalidy, H.A., Alli, I., Rababah, T. (2011). Comparison and Characterization of  Fat and Protein Composition for Camel Milk from Eight Jordanian Locations.  Journal of Food Chemistry, 127: 282-289.                 

14-Fisher, J.F., Meroueh, S.O., Mobashery, Sh. (2005). Bacterial Resistance to B-Lactam Antibiotics: Compelling Opportunism, Compelling Opportunit. Journal of Chemical Reviews, 105:395-424.

15- Flores-Villasenor, H., Canizalez-Roman, A., Reyes-Lopez, M., Nazmi, K., de la Garza, M.,  Zazueta Beltran, J., Leon-Sicairos, N., Bolscher, J.G. (2010). Bactericidal effect of bovine lactoferrin, LFcin, LFampin and LFchimera on antibiotic-resistant Staphylococcus aureus and Escherichia coli.  Journal of  Biometals, 23:569-578.

16-  Grimsley, G.R., Shaw, K.L., Fee, L.R., Alston, R.W., Huyghues-Despointes, B.M.P., Thurlkill, R.L. (1999). Increasing protein stability by altering long-range coulombic interactions. Journal of  Protein Science, 8:1843-1849.

17-  Guler, L., Ok, U., Gunduz, K., Gulcu, Y., Hadimli, H. H. (2005). Antimicrobial susceptibility and coagulase gene typing of Staphylococcus aureus isolated from bovine clinical mastitis cases in Turkey.  Journal of  Dairy Science, 88:3149-3154.

18-  Kalmus, P., Aasmae, B., Karssin, A., Orro, T., Kask, K. (2011). Udder pathogens and their resistance to antimicrobial agents in dairy cows in Estonia. Journal of Acta Veterinaria Scandinavica, 53:4.

19-   Keith, B., Holten, M.D., Edward, M., onusko, M.D. (2000). Appropriate Prescribing of Oral Beta Lactam Antibiotics. University of Cincinnati College of Medicine, Cincinnati, Ohio. Journal of American Academy of Family Physicians, 62:611-620.

20- Khan, J.A, Kumar, P., Paramasivam, M., Yadav, R.S., Sahani, M.S., Sharma, S., Srinivasan, A., Singh, T.P. (2001). Camel Lactoferrin, a Transferrin-cum-Lactoferrin: Crystal Structure of Camel Apolactoferrin at 2.6 A Resolution and Structural Basis of its Dual Role.Journal of Molecular Biology, 309: 751-761.

21- Liu, Y., luo, J., xu, C., ren, F., peng, C., wu, G., zhao, J. (2000). Purification, characterization, and molecular cloning of the gene of a seed-specific antimicrobial protein from pokeweed. Journal of  Plant Physiology, 122:1015-1024.

22-Marshall, S.H., Arenas, G. (2003). Antimicrobial peptides: A natural alternative to chemical antibiotics and a potential for applied biotechnology. Electronic Journal of Biotechnology, 6.

23- Mata, L., Sanchez, L., Headon, D. R., Calvo, M. (1998). Thermal denaturation of human lactoferrin and its effect on the ability to bind iron. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 46: 3964-3970.

24-Nam, M. S., Shimazaki, K., Kumura, H., Lee, K. K., & Yu, D. Y. (1999). Characterization of  Korean native goat lactoferrin. Journal of  Comparative Biochemistry and Physiology B, 123:201-208.

25-   Paulsson, M.A., Svensson, U., Kishore, A.R., Naidu, A.S. (1993). Thermal behavior of bovine lactoferrin in water and its relation to bacterial interaction and antibacterial activity. Journal of  Dairy Science, 76:3711-3720.

26- Redwan, E.M., El-Baky, N.A., Al-Hejin, A.M., Baeshen, M.N., Almehdar, H.A., Elsaway, A., Gomaa, A.B., Al-Masaudi, S.B., Al-Fassi, F.A., AbuZeid, I.E., Uversky, V.N. (2016). Significant antibacterial activity and synergistic effects of camel lactoferrin with antibiotics against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Journal of  Research Microbiology, 167:480-91.

27- Roy, I., Gupta, M.N.(2004). Freeze-drying of proteins: some emerging concerns. Journal of Biotechnology and Applied Biochemistry, 39:165–177.

28- Saito, H., Takase, M., Tamura, Y., Shimamura, S., Tomita, M. (1994). Physicochemical and antibacterial properties of lactoferrin and its hydrolysate produced by heat treatment at acidic pH. Journal of Advances in Experimental Medicine and Biology, 357:219-26.

29-  Sinha, M., Kaushik, S., Kaur, P., Sharma, S., Singh, T.P. (2013). Antimicrobial Lactoferrin Peptides: The Hidden Players in the Protective Function of a Multifunctional Protein. International Journal of Peptides, 2013.

30- Spik, G., Coddeville, B., Montreuil, J. (1988). Comparative study of the primary structures of sero lacto-and ovotransferrin glycans from different species. Journal of  Biochimie, 70:1459-1469.

31- Sreedhara,  A., Flengsrud, R., Prakash, V., Krowarsch, D., Langsrud, T., Kaul, P., Devold T.G., Vegarud, G. E. (2010). A comparison of effects of pH on the thermal stability and conformation of caprine and bovine lactoferrin. International Dairy Journal, 20:487-494

32- Tang, X.S., Tang, Z.R., Wang, S.P., Feng, Z.M., Zhou, D., Li, T.J., Yin, Y.L. (2012). Expression, Purification, and Antibacterial Activity of Bovine Lactoferrampin–Lactoferricin in Pichia pastoris. Journal of Applied Biochemistry and Biotechnology, 166:640-651.

33-Taponen, S., Pyorala, S. (2008). Coagulase-negative staphylococci  as cause of bovine mastitis – not so different from Staphylococcus aureus. Journal of  Veterinary Microbiology, 16:29-36.

34- Van Berkel, P.H.C., van Veen, H.A., Geerts, M.E.J., de Boer, H.A., Nuijens, J.H. (1996). Heterogeneity in utilization of N-glycosylation sites Asn624 and Asn138 in human lactoferrin: a study with glycosylation-site mutants. Biochemical Journal, 319:117-122.

35- Van der Kraan, M.I.A., Groenink, J.,  Nazmi, K., Veerman, E.C.I.,  Bolscher, J.G.M., Nieuw     Amerongen, A.V. (2004). Lactoferrampin: a novel antimicrobial peptide in the N₁-domain of   bovine lactoferrin. Journal of  Peptides, 25: 177-183.

36- Vizioli, J., Salzet, M. (2003). Antimicrobial peptides: new weapons to control parasitic infections. Journal of Trends in Parasitology, 18.

37-  Zhao, X., Lacasse, P. (2008). Mammary tissue damage during bovine mastitis: Causes and control. Journal of  animal Science, 86:57-65.