ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Взаимодействие катионных антисептиков с кардиолипинсодержащей модельной бактериальной мембраной
1 Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства, Москва, Россия
2 Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия
Для корреспонденции: Илья Борисович Коваленко
ул. Ореховый бульвар, д. 28, 115682, г. Москва; moc.liamg@87oknelavoki
Финансирование: исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-34-90045 и государственного задания «Влияние липидного состава бактериальных мембран на процессы взаимодействия с антимикробными соединениями», шифр: «Мембрана».
Вклад авторов: Е. Г. Холина — создание молекулярных моделей исследуемых веществ, проведение расчетов, написание текста статьи; М. Е. Боздаганян — проведение расчетов, написание текста статьи; М. Г. Страховская — идея исследования, написание текста статьи, анализ результатов; И. Б. Коваленко — идея исследования, создание вычислительной инфраструктуры, написание текста статьи, анализ результатов.
Плазматическая мембрана является одной из главных мишеней действия катионных антисептиков (КА). Целью исследования было изучить на молекулярном уровне действие относящихся к разным химическим классам КА на кардиолипинсодержащие участки плазматической бактериальной мембраны. Исследование выполнено с применением крупнозернистого молекулярного моделирования. На основе созданных крупнозернистых молекулярных моделей КА, включая мирамистин, хлоргексидин, пиклоксидин и октенидин, изучено их взаимодействие с липидным кардиолипинсодержащим бислоем. КА снижали коэффициенты латеральной диффузии липидов и увеличивали площадь поверхности мембраны, приходящуюся на липид. Кроме мирамистина, все КА снижали параметры порядка жирнокислотных цепей липидов. Добавление октенидина в соотношении КА : липид как 1 : 4 приводило к кластеризации кардиолипина с последующим вырыванием из модельного бислоя нейтральных молекул фосфатилилэтаноламина. Выявлено, что КА обладают способностью сорбироваться на липидном бислое, вызывая кластеризацию отрицательно заряженных липидов. Антисептик октенидин вызывает образование кардиолипиновых микродоменов. Нарушение латерального распределения липидов и вырывание молекул фосфатидилэтаноламина может привести к повышению проницаемости липидного бислоя. Наиболее значимое уменьшение коэффициента латеральной диффузии липида кардиолипина в 2,8 ± 0,4 раза отмечено в присутствии КА хлоргексидина при соотношении антисептик : липид как 1 : 4.
Ключевые слова: антисептик, бактериальная мембрана, молекулярное моделирование, мирамистин, хлоргексидин, пиклоксидин, октенидин