Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1087510.32607/20758251-2019-11-4-93-98Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleGenetic Variability of the AcrAB-TolC Multidrug Efflux Pump Underlies SkQ1 Resistance in Gram-Negative BacteriaГенетическая вариабельность основной помпы множественной лекарственной устойчивости AcrAB-TolC определяет резистентность грамотрицательных бактерий к SkQ1NazarovP. A.НазаровП. А.
Russian Federation
nazarovpa@gmail.comKotovaE. A.КотоваЕ. А.
Russian Federation
nazarovpa@gmail.comSkulachevV. P.СкулачевВ. П.
Russian Federation
nazarovpa@gmail.comAntonenkoY. N.АнтоненкоЮ. Н.
Russian Federation
nazarovpa@gmail.comBelozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Lomonosov Moscow State UniversityНИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, Московский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваMitotech LLCМитотехInstitute of Mitoengineering, Lomonosov Moscow State UniversityНИИ митоинженерии, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова15122019114VOL 11, NO4 (2019)ТОМ 11, №4 (2019)939828012020Copyright ©; 2019, Nazarov P.A., Kotova E.A., Skulachev V.P., Antonenko Y.N.Copyright ©; 2019, Назаров П.А., Котова Е.А., Скулачев В.П., Антоненко Ю.Н.2019Nazarov P.A., Kotova E.A., Skulachev V.P., Antonenko Y.N.Назаров П.А., Котова Е.А., Скулачев В.П., Антоненко Ю.Н.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10875

SkQ1, a novel antibiotic targeting bacterial bioenergetics, is highly effective against both gram-positive and gram-negative bacteria. However, some gram-negative bacteria, such as Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae, are highly resistant to it. In different gram-negative bacteria, this resistance is associated with the identity of their AcrB transporter protein sequence with the sequence of the AcrB protein from E. coli. SkQ1 is expelled from E. coli cells by the AcrAB-TolC multidrug efflux pump. In this study, we demonstrate that SkQ1 resistance in E. coli, in contrast to chloramphenicol resistance, does not depend on the presence of the multidrug efflux pump accessory protein AcrZ.

Новый антибиотик SkQ1, действующий на бактериальную биоэнергетику, очень эффективен против грамположительных и грамотрицательных бактерий. Однако некоторые грамотрицательные бактерии, такие, как Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae, проявляют к нему высокую устойчивость, причем у различных грамотрицательных бактерий эта устойчивость определяется идентичностью аминокислотных последовательностей белка-транспортера AcrB и соответствующего белка из E. coli. SkQ1 откачивается из клеток E. coli с помощью основной помпы множественной лекарственной устойчивости AcrAB-TolC. Нами показано, что устойчивость E. coli к SkQ1, в отличие от устойчивости к хлорамфениколу, не зависит от малого вспомогательного белка помпы - AcrZ.

SkQ1AcrZAcrAB-TolC efflux pumpmultidrug resistanceSkQ1AcrZпомпа AcrAB-TolCмножественная лекарственная устойчивостьThis study was supported by the Russian Science Foundation (grant No. 16-14-10025). The authors are grateful to A. S. Korzina for the help throughout the project.Работа поддержана грантом РНФ № 16-14-10025. Мы благодарны А.С. Корзиной за помощь на протяжении всего проекта.Nazarov P.A., Osterman I.A., Tokarchuk A.V., Karakozova M.V., Korshunova G.A., Lyamzaev K.G., Skulachev M.V., Kotova E.A., Skulachev V.P., Antonenko Y.N. // Sci. Rep. 2017. V. 7. № 1. Р. 1394.Khailova L.S., Nazarov P.A., Sumbatyan N.V., Korshunova G.A., Rokitskaya T.I., Dedukhova V.I., Antonenko Y.N., Skulachev V.P. // Biochemistry (Mosc.). 2015. V. 80. № 12. Р. 1589-1597.Pos K.M. // Biochim. Biophys. Acta. 2009. V. 1794. № 5. Р. 782-793.Hobbs E.C., Yin X., Paul B.J., Astarita J.L., Storz G. // Proc. Natl. Acad. Sci. USА. 2012. V. 109. № 41. Р. 16696-16701.Munita J.M., Arias C.A. // Microbiol. Spectr. 2016. V. 4. № 2. 10.1128/microbiolspec.VMBF-0016-2015.Karakozova M.V., Nazarov P.A. // Bull. RSMU. 2018. V. 2. Р. 32-36.Keseler I.M., Mackie A., Peralta-Gil M., Santos-Zavaleta A., Gama-Castro S., Bonavides-Martínez C., Fulcher C., Huerta A.M., Kothari A., Krummenacker M., et al. // Nucl. Acids Res. 2013. V. 41 (Database issue). P. D605-D612.El Meouche I., Dunlop M.J. // Science. 2018. V. 362. № 6415. Р. 686-690.Baba T., Ara T., Hasegawa M, Takai Y., Okumura Y., Baba M., Datsenko K.A., Tomita M., Wanner B.L., Mori H. // Mol. Syst. Biol. 2006. V. 2. 2006.0008. doi: 10.1038/msb4100050Sabath L.D., Garner C., Wilcox C., Finland M. // Antimicrob. Agents Chemother. 1976. V. 9. № 6. Р. 962-969.Martyushin A.A., Tsarev D.A., Grigorenko M.A., Fedorov I.I., Ramenskaya G.V., Tashlitsky V.N., Skulachev V.P. // Pharmacia. 2008. V. 5. Р. 23-29.Antonenko Y.N., Avetisyan A.V., Bakeeva L.E., Chernyak B.V., Chertkov V.A., Domnina L.V., Ivanova O.Y., Izyumov D.S., Khailova L.S., Klishin S.S., et al. // Biochemistry (Mosc.). 2008. V. 73. № 12. Р. 1273-1287.Wassarman K.M. // Microbiol. Spectr. 2018. V. 6. № 3. 10.1128/microbiolspec.RWR-0019-2018.Galkina K.V., Besedina E.G., Zinovkin R.A., Severin F., Knorre D. // Sci. Rep. 2018. V. 8. № 8131. Р. 1--11.Knorre D.A., Markova O.V., Smirnova E.A., Karavaeva I.E., Sokolov S.S., Severin F.F. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2014. V. 450. № 4. Р. 1481-1484.