Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ
день перший
день другий

АКУШЕРИ ГІНЕКОЛОГИ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ
день перший
день другий

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

"Child`s Health" Том 15, №4, 2020

Back to issue

Polysaccharide-degrading enzymes as agents dispersing bacterial biofilms

Authors: Абатуров А.Е.
ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина

Categories: Pediatrics/Neonatology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

Розвиток бактеріальних біоплівок залежить від секреції і збереження позаклітинних полісахаридів або екзополісахаридів, що являють собою основні компоненти позаклітинної полісахаридної речовини біоплівок. Екзополісахариди позаклітинної полісахаридної речовини забезпечують структурну стабільність біоплівки, адгезію і агрегацію мікроорганізмів, фізичний та хімічний захист бактерій від дії протимікробних препаратів і ефекторів імунної системи макроорганізму. Бактеріальні клітини, розташовані в біоплівці, захищені від антибактеріальних ендо- та екзофакторів позаклітинним полімерним матриксом. Для ініціювання диспергування біоплівок мікроорганізми поряд з іншими ферментами використовують специфічні глікозидгідролази, що руйнують полісахариди бактеріальних біоплівок. Глікозидгідролази реалізують свою дію через гідроліз глікозидних зв’язків: амілази розщеплюють α-1,4-; целюлази — β-1,4-; β-галактозидази — β-1,3-глікозидний зв’язок. Основними глікозидгідролазами, що чинять антибіоплівкову дію, є: α-лізоцим, амілази, дисперсин B, целюлази, гіалуронідаза, α- і β-манозідази, альгінат-ліази. Ці ферменти викликають руйнування полісахаридних полімерів, сприяючи вивільненню бактерій. Бактерії, які втратили захист полісахаридного каркасу, піддаються впливу антибактеріальних агентів. З огляду на те, що деградація екзополісахаридів біоплівок глікозидгідролазами призводить до вираженого диспергування бактерій, даний антибіоплівковий метод лікування може являти собою універсальний підхід до терапії інфекцій, що перебігають із формуванням біоплівок. Медикаментозні методи диспергування біоплівок за допомогою полісахариддеградуючих ферментів, без сумніву, розширять арсенал антибіоплівкової терапії хронічних та рецидивуючих бактеріальних інфекцій, особливо викликаних антибіотико-резистентними бактеріями.

Развитие бактериальных биопленок зависит от секреции и сохранения внеклеточных полисахаридов, или экзополисахаридов, которые являются основными компонентами внеклеточного полисахаридного вещества биопленок. Экзополисахариды внеклеточного полисахаридного вещества обеспечивают структурную стабильность биопленки, адгезию и агрегацию микроорганизмов, физическую и химическую защиту бактерий от действия противомикробных препаратов и эффекторов иммунной системы макроорганизма. Бактериальные клетки, расположенные в биопленке, защищены от антибактериальных эндо- и экзофакторов внеклеточным полимерным матриксом. Для инициирования диспергирования биопленок микроорганизмы наряду с другими ферментами используют специфические гликозидгидролазы, которые разрушают полисахариды бактериальных биопленок. Гликозидгидролазы реализуют свое действие через гидролиз гликозидных связей: амилазы расщепляют α-1,4-; целлюлазы — β-1,4-; β-галактозидазы — β-1,3-гликозидные связи. Основными гликозидгидролазами, которые обладают антибиопленочным действием, являются: α-лизоцим, амилазы, дисперсин B, целлюлазы, гиалуронидаза, α- и β-маннозидазы, альгинат-лиазы. Данные ферменты вызывают разрушение полисахаридных полимеров, способствуя высвобождению бактерий. Бактерии, которые лишились защиты полисахаридного каркаса, подвергаются воздействию антибактериальных агентов. С учетом того, что деградация экзополисахаридов биопленок гликозидгидролазами приводит к выраженному диспергированию бактерий, данный антибиопленочный метод лечения может представлять собой универсальный подход к терапии инфекций, протекающих с формированием биопленок. Медикаментозные методы диспергирования биопленок при помощи полисахаридразрушающих ферментов, без сомнения, расширят арсенал антибиопленочной терапии хронических и рецидивирующих бактериальных инфекций, особенно вызванных антибиотикорезистентными бактериями.

The development of bacterial biofilms depends on the secretion and preservation of extracellular polysaccharides, or exopolysaccharides, which are the main components of the extracellular polysaccharide substance of the biofilms. Exopolysaccharides of the extracellular polysaccharide substance provide the structural stability of the biofilm, the adhesion and aggregation of microorganisms, the physical and chemical protection of bacteria from the action of antimicrobials and immune system effectors of the macroorganism. Bacterial cells located in the biofilm are protected from antibacterial endo- and exofactors by an extracellular polymeric matrix. To initiate the dispersion of biofilms, microorganisms, along with other enzymes, use specific glycoside hydrolases, which destroy polysaccharides of bacterial biofilms. Glycoside hydrolases realize their action through the hydrolysis of glycosidic bonds: amylases cleave α-1,4-; cellulases — ­β-1,4-; β-galactosidases — β-1,3-glycosidic bonds. The main glycoside hydrolases that have antibiotic action are: α-lysozyme, amylases, dispersin B, cellulases, hyaluronidase, α- and β-mannosidases, alginate lyases. These enzymes cause the destruction of polysaccharide polymers, contributing to the release of bacteria. Bacteria that have lost the protection of the polysaccharide scaffold are exposed to antibacterial agents. Considering that the degradation of exopolysaccharides of biofilms by glycoside hydrolases leads to pronounced dispersion of bacteria, this antibiofilm treatment method can be a universal approach to the treatment of infections occurring with the formation of biofilms. Drug methods of dispersing biofilms using polysaccharide-degrading enzymes will no doubt expand the arsenal of antibiofilm therapy for chronic and recurrent bacterial infections, especially those caused by antibio­tic-resistant bacteria.


Keywords

бактеріальні біоплівки; диспергування; полісахаридруйнуючі ферменти

бактериальные биопленки; диспергирование; полисахаридразрушающие ферменты

bacterial biofilms; dispersion; polysaccharide-degrading enzymes

Введение

Формирование и диспергирование биопленок зависит от секретируемых бактериями внеклеточных полисахаридов, или экзополисахаридов, как основных компонентов внеклеточного полисахаридного вещества (extracellular polysaccharide substance — EPS) биопленок. Экзополисахариды EPS обеспечивают структурную стабильность биопленки, адгезию и агрегацию микроорганизмов, физическую и химическую защиту бактерий от действия противомикробных препаратов и эффекторов иммунной системы макроорганизма [12]. Микроорганизмы используют специфические гликозидгидролазы (glycoside hydrolase — GH) для инициирования событий диспергирования. Например, дисперсин B представляет собой β-гексозаминидазу, которая продуцируется грамотрицательной бактерией Aggregatibacter actinomycetemcomitans [24]. Деградация экзополисахаридов EPS рекомбинантными гликозидгидролазами приводит к выраженному диспергированию бактерий, в связи с чем данный подход к разрушению биопленок может представлять собой универсальный метод лечения в клинических условиях инфекций, протекающих с формированием биопленок. Среди полисахаридных гидролизующих ферментов наиболее изученными являются: лизоцим, альгинатные лизазы, дисперсин B и амилазы [28]. 

Основные бактериальные гликозидгидролазы

Основные бактериальные GH, которые обладают способностью деградировать экзополисахариды EPS бактериальной биопленки, представлены в табл. 1.
Гликозидгидролазы представляют собой энзимы, которые гидролизируют гликозидные связи. Сведения о GH аккумулированы в базе данных Cabohydrate-Active enZyme (CAZy http://www.cazy.org/). 
Углеводно-активные ферменты, которые разлагают или модифицируют полисахариды, связываются с субстратом при помощи углеводсвязывающего сайта, расположенного вне области активного сайта. Углеводсвязывающие сайты располагаются на углеводсвязывающих модулях (carbohydrate-binding modules — CBM) или на сайтах связывания с поверхностью (surface-binding sites — SBS) (рис. 1). 
Целлюлозосвязывающий домен (Cellulose-binding domain — CBD) был первоначально определен как некаталитический полисахаридраспознающий модуль GH. Этот модуль связывает лиганд, такой как целлюлоза и другие углеводы. В настоящее время существует 81 определенное семейство CBM, обладающих аффинитетом к различным лигандам (http://www.cazy.org/Carbohydrate-Binding-Modules.html) (табл. 2) [3, 7].
Различные GH разрушают определенные гликозидные связи: α-амилазы расщепляют α-1,4-; целлюлазы — β-1,4-; β-галактозидазы — β-1,3-гликозидные связи (рис. 2) [11]. 
Альфа-амилазы 
Ферменты α-амилазы (EC 3.2.1.1), как и дисперсин В (DspB), разрушают биопленки, сформированные бактериями Staphylococcus aureus, EPS которых содержит полисахаридный межклеточный адгезин (polysaccharide intercellular adhesin — PIA)/полимерный N-ацетилглюкозамин PNAG. Различные α-амилазы, происходящие из разных таксономических источников, могут значительно отличаться друг от друга по предпочтению субстрата [15]. Кроме того, молекулы α-амилаз содержат по меньшей мере две разные аминокислотные последовательности, использующие два разных каталитических механизма, которые эволюционировали для достижения одинаковой α-амилолитической специфичности. В связи с этим амилазы были классифицированы на четыре семейства GH: GH13, GH57, GH119, GH126 [16]. В качестве примера представлено филогенетическое дерево семейства гликозидгидролаз GH13 (рис. 3).
Антибиопленочная активность α-амилазы зависит от ее происхождения. Наиболее высокая антибиопленочная активность отмечается у α-амилазы бактерий Bacillus subtilis. В то время как ферменты, полученные из человеческой слюны и сладкого картофеля, не влияют на сформированные патологические биопленки [15, 29, 33].
Представляет интерес то, что α-амилаза преимущественно разрушает биопленки, сформированные чувствительными к метициллину бактериями Staphylococcus aureus (meticillin-susceptible Staphylococcus aureus — MSSA). Продемонстрировано, что чувствительность к метициллину сопряжена с фенотипом бактериальной биопленки. Так, EPS биопленки метициллин-резистентных бактерий Staphylococcus aureus (meticillin-resistant Staphylococcus aureus — MRSA) содержит аутолизин Atl, eDNA и протеины, связывающие фибронектин, FnBPA и FnBPB (фенотип Atl/FnBP). В то время как EPS биопленки преимущественно содержит PIA/PNAG (фенотип PIA/PNAG) [23]. 
Установлено, что α-амилаза разлагает биопленку с фенотипом PIA/PNAG, образованную бактериями Staphylococcus aureus, на 79 % в течение 5 минут и на 89 % в течение 30 минут инкубации. Влияние амилазы в концентрации 10, 20 и 100 мг/мл приводит к уменьшению объема биопленки Staphylococcus aureus на 72, 89 и 90 % соответственно [8, 17].
Согласно результатам исследования антибиопленочной активности четырех ферментных соединений, проведенного in vitro с использованием модели биопленки бактерий Staphylococcus aureus, которая имитирует раневидные состояния, лизостафин уменьшает биомассу биопленки на 76 %, а α-амилаза, бромелайн и папаин — на 97, 98 и 98 % соответственно. Сканирующая электронная микроскопия подтвердила, что диспергирующие ферментные агенты отделяют матрицу экзополисахарида биопленки от поверхности, на которой сформировалась биопленка [31].
Дисперсин B
Дисперсин B продуцируется грамотрицательными коккобациллами Actinobacillus actinomycetemcomitans и представляет собой антибиопленочный фермент, молекула которого содержит домен, гомологичный каталитическому домену β-гексозаминидаз. Фермент DspB относится к семейству гликозидгидролаз-20 (GH20) и обладает β-гексозаминидазной (EC 3.2.1.52) и лакто-N-биозидазной (ЕС 3.2.1.140) активностью. Бактериальный DspB является мономерным ферментом [24, 25]. Дисперсин B гидролизирует PNAG, необходимый для прикрепления EPS биопленки к поверхности [5, 10, 24]. 
Дисперсин B проявляет антибиопленочную активность по отношению к биопленкам, сформированным не только коккобациллами Actinobacillus actinomycetemcomitans, но и бактериями Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Actinobacillus pleuropneumoniae; Escherichia coli; Yersinia pestis и Pseudomonas fluorescens [18]. Дисперсин B, являясь эффективным ферментом для разрушения биопленок путем гидролиза PNAG биопленок, не обладает противомикробной активностью, в связи с чем высвобождаемые из разрушенной матрицы EPS бактерий могут инициировать рецидив инфекционного процесса. Для преодоления данного недостатка Kuan-Jung Chen, Cheng-Kang Lee [6], слив молекулу DspB с пептидом AgBP2, связывающим наночастицы серебра (AgNP), создали конъюгат AgNP-DspB, который не только разрушает биопленку путем гидролиза PNAG за счет действия DspB, но и вызывает гибель высвобожденных из биопленки бактерий за счет действия AgNP. Применение конъюгата AgNP-DspB при биопленке, сформированной бактериями Staphylococcus epidermidis, сопровождалось деградацией 69 % биопленки, в то время как использование только DspB приводило к уменьшению массы биопленки на 37 %. Авторы полагают, что конъюгат AgNP-DspB может быть использован при лечении стафилококковых инфекций раневых поверхностей. 
Charlene Babra Waryah и соавт. [30] показали, что ДНКаза I и дисперсин B одинаково способствуют повышению антибактериальной эффективности тобрамицина за счет разрушения Staphylococcus aureus-ассоциированной биопленки. Однако комбинация этих двух разрушающих биопленку ферментов менее эффективно способствует повышению антибактериальной эффективности тобрамицина, чем моноприменение данных ферментов. Эти данные указывают на то, что комбинации различных разрушающих биопленку ферментов могут поставить под угрозу антимикробную эффективность антибиотиков и их необходимо тщательно оценивать in vitro, прежде чем использовать для дезинфекции медицинских устройств или в фармацевтических составах для лечения хронических инфекций респираторного тракта.
Целлюлазы
Целлюлоза, полимер β-1,4-связанных молекул глюкозы, является основным полисахаридным компонентом клеточных стенок растений и наиболее распространенным органическим полимером на Земле. Семейство гликозидгидролаз-74 (GH74) представляет собой исторически важное семейство эндо-β-глюканаз, которое первоначально считалось семейством целлюлазы [2]. Около 24 % бактерий продуцируют целлюлазы. Существует два распространенных типа активных сайтов целлюлаз. Гликозидные гидролизы с открытыми (бороздчатые, расщепленные) активными центрами обычно проявляют эндоцеллюлолитическую активность (эндоцеллюлазы), связываясь в любом месте по длине молекулы целлюлозы и гидролизуя β-1,4-гликозидную связь, в то время как те целлюлазы, у которых активный сайт имеет туннелеподобную форму, проявляют экзоцеллюлолитическую активность (целлобиогидролазы), связываясь на концах молекулы целлюлозы и продуцируя олигосахаридные продукты единичной длины. Как правило, экзоцеллюлазы являются процессивными ферментами, то есть они прикрепляются к целлюлозной цепи до тех пор, пока она полностью не гидролизируется [19, 27].
Целлюлазы расщепляют β-1,4-гликозидные связи, и конечным продуктом данного гидролиза является целлобиоза, которая представляет собой дисахарид глюкозы, способный репрессировать целлюлолитический механизм и подавлять активность целлюлазы [4].
Многочисленные целлюлазы относятся к различным классам GH (табл. 3).
Целлюлаза легко гидролизирует Psl бактерий Pseudomonas aeruginosa и устраняет Psl с поверхности клетки. При обработке целлюлазой Psl, по-видимому, отделяется от поверхности бактерий. Установлено, что целлюлаза может высвобождать Psl с поверхности бактериальных клеток, не разрушая основной полимер Psl. По всей вероятности, данный феномен обусловлен тем, что β-1,3- или β-1,4-связанная глюкоза может быть моносахаридом, который связывает Psl с бактериальной поверхностью [22]. 
Альгинат-лиазы 
Альгинат представляет собой линейный анионный полисахарид с высокой молекулярной массой, который состоит из β-1,4-гликозидно-связанной α-L-гулуроновой (G) и β-D-маннуроновой (M) кислоты и является характерным компонентом биопленки бактерий Pseudomonas и Azotobacter. Альгинат защищает бактерии от агрессивных факторов окружающей среды и способствует их адгезивной активности. Гены, участвующие в синтезе альгината, транскрибируются при адгезии бактерий к поверхностям, что приводит к развитию биопленки. При определенных условиях бактерии Pseudomonas aeruginosa экспрессирует algL, которая расщепляет альгинатный полимер на короткие олигосахариды, что приводит к подавлению адгезии и отделению бактерий от биологической поверхности. Диспергирование бактерий из биопленки позволяет микроорганизмам колонизировать новые сайты макроорганизма [9, 26]. 
Альгинат-лиазы делятся на G-специфические (EC4.2.2.11) и M-специфические (EC4.2.2.3) ферменты. Полисахаридные лиазы на основании гомологии аминокислотных последовательностей делятся на несколько семейств. К настоящему времени идентифицировано более 1774 последовательностей альгинат-лиаз, которые образуют 7 ферментативных семейств [21, 32, 34]. Действие альгинат-лиазы происходит в три этапа: 1) удаление отрицательного заряда карбоксилат-аниона; 2) отведение протона на С5; 3) β-элиминация 4-O-гликозидной связи (лиазы) (рис. 4) [28].
Альгинат-лиазы отличаются субстратной специфичностью. Установлено, что альгинат-лиаза бактерий Pseudomonas aeruginosa проявляет активность как к поли-М, так и к поли-G альгинату [13].
Продемонстрировано, что альгинат-лиаза в концентрации 20 ед/мл в комбинации с гентамицином (64 мкг/мл) вызывает деградацию биопленки, сформированной Pseudomonas aeruginosa. Инкубация биопленки с альгинат-лиазой и гентамицином в течение 96 часов приводила к полному исчезновению ее структур [1].
Продемонстрировано, что сайт-специфическое монопегилирование генно-инженерной альгинат-лиазы А1-III усиливает антибиопленочную активность. Генно-инженерная альгинат-лиаза А1-III способствует элиминации более чем 90 % адгезивных бактерий Pseudomonas aeruginosa из биопленки [20]. 
Полагают, что альгинат-лиаза обязательно получит клиническое применение для лечения заболеваний, связанных с развитием бактериальных биопленок слизистых оболочек респираторного тракта.

Выводы

Бактериальные клетки, расположенные в биопленке, защищены от антибактериальных эндо- и экзофакторов внеклеточным полимерным матриксом, основу которого составляют бактериальные полисахаридные соединения, которые синтезируются самими бактериями. Ферменты, которые расщепляют полисахаридные полимеры, вызывают разрушение бактериальных биопленок, что сопровождается высвобождением бактерий. Лишение защиты полисахаридов EPS способствует эффективному воздействию антибактериальных агентов на бактерии. Медикаментозные методы диспергирования биопленок при помощи полисахаридразрушающих ферментов, без сомнения, расширят арсенал антибиопленочной терапии хронических и рецидивирующих бактериальных инфекций, особенно вызванных антибиотикорезистентными бактериями. 
Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии какого-либо конфликта интересов и собственной финансовой заинтересованности при подготовке данной статьи.

Bibliography

  1. Alkawash M.A., Soothill J.S., Schiller N.L. Alginate lyase enhances antibiotic killing of mucoid Pseudomonas aeruginosa in biofilms. APMIS. 2006 Feb. 114 (2). 131-8. doi: 10.1111/j.1600-0463.2006.apm_356.x.
  2. Arnal G., Stogios P.J., Asohan J., Attia M.A., Skarina T., Viborg A.H., Henrissat B., Savchenko A., Brumer H. Substrate specificity, regiospecificity, and processivity in glycoside hydrolase family 74. J. Biol. Chem. 2019 Sep 6. 294 (36). 13233-13247. doi: 10.1074/jbc.RA119.009861.
  3. Baroroh U., Yusuf M., Rachman S.D., Ishmayana S., Syamsunarno M.R.A.A., Levita J., Subroto T. The Importance of Surface-Binding Site towards Starch-Adsorptivity Level in α-Amylase: A Review on Structural Point of View. Enzyme Res. 2017. 2017. 4086845. doi: 10.1155/2017/4086845.
  4. Berlemont R., Martiny A.C. Phylogenetic distribution of potential cellulases in bacteria. Appl Environ Microbiol. 2013 Mar. 79 (5). 1545-54. doi: 10.1128/AEM.03305-12.
  5. Chaignon P., Sadovskaya I., Ragunah Ch., Ramasubbu N., Kaplan J.B., Jabbouri S. Susceptibility of staphylococcal biofilms to enzymatic treatments depends on their chemical composition. Appl Microbiol. Biotechnol. 2007 May. 75 (1). 125-32. DOI: 10.1007/s00253-006-0790-y.
  6. Chen K.J., Lee C.K. Twofold enhanced dispersin B activity by N-terminal fusion to silver-binding peptide for biofilm eradication. Int. J. Biol. Macromol. 2018 Oct 15. 118 (Pt A). 419-426. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.06.066.
  7. Cockburn D., Wilkens C., Ruzanski C. et al. Analysis of surface binding sites (SBSs) in carbohydrate active enzymes with focus on glycoside hydrolase families 13 and 77 — a mini-review. Biologia (Poland) 2014. 69 (6). 705-712. doi: 10.2478/s11756-014-0373-9.
  8. Craigen B., Dashiff A., Kadouri D.E. The Use of Commercially Available Alpha-Amylase Compounds to Inhibit and Remove Staphylococcus aureus Biofilms. Open Microbiol. J. 2011. 5. 21-31. doi: 10.2174/1874285801105010021.
  9. Ertesvåg H. Alginate-modifying enzymes: biological roles and biotechnological uses. Front. Microbiol. 2015 May 27. 6. 523. doi: 10.3389/fmicb.2015.00523.
  10. Fekete A., Borbás A., Gyémánt G., Kandra L., Fazekas E., Ramasubbu N., Antus S. Synthesis of β- (1–6)-linked N-acetyl-D-glucosamine oligosaccharide substrates and their hydrolysis by Dispersin B. Carbohydr. Res. 2011 Sep 6. 346 (12). 1445-53. doi: 10.1016/j.carres.2011.03.029.
  11. Fleming D., Chahin L., Rumbaugh K. Glycoside Hydrolases Degrade Polymicrobial Bacterial Biofilms in Wounds. Antimicrob Agents Chemother. 2017 Jan 24. 61 (2). pii: e01998-16. doi: 10.1128/AAC.01998-16.
  12. Fleming D., Rumbaugh K.P. Approaches to Dispersing Medical Biofilms. Microorganisms. 2017 Apr 1. 5 (2). pii: E15. doi: 10.3390/microorganisms5020015.
  13. Ghadam P., Akhlaghi F., Ali A.A. One-step purification and characterization of alginate lyase from a clinical Pseudomonas aeruginosa with destructive activity on bacterial biofilm. Iran J. Basic. Med. Sci. 2017 May. 20 (5). 467-473. doi: 10.22038/IJBMS.2017.8668.
  14. Greene E.R., Himmel M.E., Beckham G.T., Tan Z. Glycosylation of Cellulases: Engineering Better Enzymes for Biofuels. Adv. Carbohydr. Chem. Biochem. 2015. 72. 63-112. doi: 10.1016/bs.accb.2015.08.001.
  15. Hogan S., Zapotoczna M., Stevens N.T., Humphreys H., O'Gara J.P., O'Neill E. Potential use of targeted enzymatic agents in the treatment of Staphylococcus aureus biofilm-related infections. J. Hosp. Infect. 2017 Jun. 96 (2). 177-182. doi: 10.1016/j.jhin.2017.02.008.
  16. Janeček Š., Gabriško M. Remarkable evolutionary relatedness among the enzymes and proteins from the α-amylase family. Cell. Mol. Life Sci. 2016 Jul. 73 (14). 2707-25. doi: 10.1007/s00018-016-2246-6.
  17. Kalpana B.J., Aarthy S., Pandian S.K. Antibiofilm activity of α-amylase from Bacillus subtilis S8-18 against biofilm forming human bacterial pathogens. Appl. Biochem. Biotechnol. 2012 Jul. 167 (6). 1778-94. doi: 10.1007/s12010-011-9526-2.
  18. Kerrigan J.E., Ragunath C., Kandra L., Gyémánt G., Lipták A., Jánossy L., Kaplan J.B., Ramasubbu N. Modeling and biochemical analysis of the activity of antibiofilm agent Dispersin B. Acta Biol. Hung. 2008 Dec. 59 (4). 439-51. doi: 10.1556/ABiol.59.2008.4.5.
  19. Kurasin M., Väljamäe P. Processivity of cellobiohydrolases is limited by the substrate. J. Biol. Chem. 2011 Jan 7. 286 (1). 169-77. doi: 10.1074/jbc.M110.161059.
  20. Lamppa J.W., Ackerman M.E., Lai J.I., Scanlon T.C., Griswold K.E. Genetically engineered alginate lyase-PEG conjugates exhibit enhanced catalytic function and reduced immunoreactivity. PLoS One. 2011 Feb 14. 6 (2). e17042. doi: 10.1371/journal.pone.0017042.
  21. Lombard V., Bernard T., Rancurel C., Brumer H., Coutinho P.M., Henrissat B. A hierarchical classification of polysaccharide lyases for glycogenomics. Biochem J. 2010 Dec 15. 432 (3). 437-44. doi: 10.1042/BJ20101185.
  22. Ma L., Conover M., Lu H., Parsek M.R., Bayles K., Wozniak D.J. Assembly and development of the Pseudomonas aeruginosa biofilm matrix. PLoS Pathog. 2009 Mar. 5 (3). e1000354. doi: 10.1371/journal.ppat.1000354.
  23. Pozzi C., Waters E.M., Rudkin J.K., Schaeffer C.R., Lohan A.J., Tong P., Loftus B.J., Pier G.B., Fey P.D., Massey R.C., O'Gara J.P. Methicillin resistance alters the biofilm phenotype and attenuates virulence in Staphylococcus aureus device-associated infections. PLoS Pathog. 2012. 8 (4). e1002626. doi: 10.1371/journal.ppat.1002626.
  24. Ragunath C., DiFranco K., Shanmugam M., Gopal P., Vyas V., Fine D.H., Cugini C., Ramasubbu N. Surface display of Aggregatibacter actinomycetemcomitans autotransporter Aae and dispersin B hybrid act as antibiofilm agents. Mol. Oral. Microbiol. 2016 Aug. 31 (4). 329-39. doi: 10.1111/omi.12126.
  25. Ramasubbu N., Thomas L.M., Ragunath C., Kaplan J.B. Structural analysis of dispersin B, a biofilm-releasing glycoside hydrolase from the periodontopathogen Actinobacillus actinomycetemcomitans. J. Mol. Biol. 2005 Jun 10. 349 (3). 475-86.
  26. Saxena P., Joshi Y., Rawat K., Bisht R. Biofilms: Architecture, Resistance, Quorum Sensing and Control Mechanisms. Indian J. Microbiol. 2019 Mar. 59 (1). 3-12. doi: 10.1007/s12088-018-0757-6.
  27. Sukharnikov L.O., Cantwell B.J., Podar M., Zhulin I.B. Cellulases: ambiguous nonhomologous enzymes in a genomic perspective. Trends Biotechnol. 2011 Oct. 29 (10). 473-9. doi: 10.1016/j.tibtech.2011.04.008.
  28. Thallinger B., Prasetyo E.N., Nyanhongo G.S., Guebitz G.M. Antimicrobial enzymes: an emerging strategy to fight microbes and microbial biofilms. Biotechnol J. 2013 Jan. 8 (1). 97-109. doi: 10.1002/biot.201200313.
  29. van Dijl J.M., Hecker M. Bacillus subtilis: from soil bacterium to super-secreting cell factory. Microb. Cell. Fact. 2013 Jan 14. 12. 3. doi: 10.1186/1475-2859-12-3.
  30. Waryah C.B., Wells K., Ulluwishewa D. et al. In Vitro Antimicrobial Efficacy of Tobramycin Against Staphylococcus aureus Biofilms in Combination With or Without DNase I and/or Dispersin B: A Preliminary Investigation. Microb. Drug. Resist. 2017 Apr. 23 (3). 384-390. doi: 10.1089/mdr.2016.0100.
  31. Watters C.M., Burton T., Kirui D.K., Millenbaugh N.J. Enzymatic degradation of in vitro Staphylococcus aureus biofilms supplemented with human plasma. Infect. Drug Resist. 2016 Apr 27. 9. 71-8. doi: 10.2147/IDR.S103101.
  32. Xu F., Wang P., Zhang Y.Z., Chen X.L. Diversity of Three-Dimensional Structures and Catalytic Mechanisms of Alginate Lyases. Appl. Environ. Microbiol. 2018 Jan 17. 84 (3). pii: e02040-17. doi: 10.1128/AEM.02040-17.
  33. Yan S., Wu G. Bottleneck in secretion of α-amylase in Bacillus subtilis. Microb. Cell. Fact. 2017 Jul 19. 16 (1). 124. doi: 10.1186/s12934-017-0738-1.
  34. Zhu B., Yin H. Alginate lyase: Review of major sources and classification, properties, structure-function analysis and applications. Bioengineered. 2015. 6 (3). 125-31. doi: 10.1080/21655979.2015.1030543.

Back to issue