Инактивация патогенных микроорганизмов и деструкция бактериальных пленок в реакциях с участием высоковозбужденных состояний фотосенсибилизаторов
Проект № FSGU-2020-0003
Руководитель — Летута С.Н.
Научная проблема, на решение которой направлен настоящий проект, — разработка немедикаментозных неинвазивных способов фотоинактивации патогенных бактерий и деструкции биопленок (БП).
На первом этапе исследована инактивация планктонных грамположительных и грамотрицательных палочкообразных бактерий Escherichia coli, Salmonella typhimurium и Bacillus subtilis, а также шаровидных грамположительных бактерий Staphylococcus aureus и биопленок из них. Повреждения бактерий инициировались процессами энергообмена с окружением в ходе дезактивации высоких возбужденных электронных состояний (ВВЭС) молекул фотосенсибилизаторов или релаксационными процессами с участием наночастиц металлов, возбуждаемых импульсами лазерного излучения видимого диапазона.
Изучена инактивация патогенных бактерий при их локальной гипертермии, фотодинамическом повреждении клеток активными формами кислорода (анион-радикал или синглетный кислород) и механическом повреждении клеточных стенок или внутриклеточных органелл ударными волнами. Установлены зависимости эффективности повреждения бактерий от плотности мощности возбуждающего лазерного излучения, концентрации и типа сенсибилизаторов или наночастиц, а также характера их взаимодействия с микроорганизмами.
Использование наночастиц в качестве термосенсибилизаторов потребовало изучения взаимодействия наночастиц с биологически важными макромолекулами. Методом молекулярной динамики смоделирована перестройка конформационной структуры полиамфолитных макромолекул на поверхности поляризованных металлических наночастиц. Исследованы конформационные изменения адсорбированных на поверхности наночастиц полиамфолитных полипептидов при изменении направления ее поляризации. При перестройке конформационной структуры адсорбированного полиамфолитного полипептида на наночастице при периодическом изменении направления ее поляризации наблюдались два эффекта: колебания конформационной структуры адсорбированного полипептида на поверхности наночастицы и образование макромолекулярного кольца в экваториальной области наночастицы. На поверхности поляризованной золотой наночастицы наблюдалось постепенное смещение звеньев полиэлектролита в полушарие, заряженное противоположно знаку заряда звеньев, а также «набухание» макромолекулярной «опушки» в этом полушарии наночастицы.
По результатам исследований в 2020 г. было опубликовано 12 статей в журналах, индексированных в международных базах данных (SCOPUS и Web of Science), и 23 тезиса докладов и трудов научных конференций, индексируемых в РИНЦ
Последнее обновление: 21.01.2021
Ответственный за информацию:
Болдырев Петр Алексеевич, управление научной и инновационной деятельности, начальник управления
(тел.91-21-38)
