Введение Во    время    бушующей    эпидемии    остро    встает    вопрос    быстрого    поиска    высокоэффективных    антибактериальных    препаратов.    Патогенные    и    условно-патогенные    микроорганизмы    высоко    адаптированы    к    изменению    внешних    условий    и    быстро    приобретают    резистентность    к    антибиотикам,    антисептикам,    дезинфектантам    и    прочим    противомикробным    препаратам.    Это    ведет    к    непредсказуемости    исходов    осложнений    у    человека    и    живых    организмов    при    лечении    и    профилактике    заболеваний. Антибактериальные    вещества,    противовоспали- тельные    терапевтические    агенты,    противовирусные    препараты,    антибиотики,    антисептики,    антиокси- данты,    бактериофаги,    консерванты,    дезинфектанты    –    без    них    невозможно    представить    жизнь    человека.    Колоссальное    количество    исследований    посвящено    этой    теме.    По    дескрипторам    Antimicrobial activity за    последние    пять    лет    в    БД    Scopus    найдено    73    тыс    научных    статей,    из    которых    10    тыс    –    обзорные    статьи,    а    3    тыс    посвящены    исследованию    антимикробной    активность    комплексов    платины.    Следует    отметить    несколько    современных    и    перспективных    направлений,    на    которые    нацелено    внимание    исследователей    всего    мира. Аналитический обзор Использование природных стратегий нерибо- сомального синтеза пептидов.    Из    различных    морских    микроорганизмов    выделены    десятки    метаболитов,    являющихся    полипептидами,    которые    используют    для    конкурентной    меж-    и    внутривидовой    борьбы    экосистем    [1].    Изучение    типов    и    структур    первичных    и    вторичных    метаболитов,    а    также    механизмов    их    антибактериального    действия    выявило    огромный    потенциал    их    применения    в    качестве    природных    консервантов    продуктов,    медицинских    и    ветеринарных    терапевтических    препаратов    или    фитосанитарных    средств    для    защиты    растений    [2].    Следует    иметь    в    виду,    что    некоторые    бактерии    (например,    Clostridium botulinum,    Vibrio cholerae, Escherichia coli, Yersinia sp.)    синтезируют     экзотоксины,    являющиеся    вторичными    метаболитами    и    вызывающие    заболевания    у    человека    [3]. Создание аналогов природных защитных молекул,    обеспечивающих    противостояние    макроорганизма    патогенным    бактериям,    т.    е.    аналогов    антимикробных    пептидов    системы    врожденного    иммунитета    [4]. Бактериоцины,    обладающие    антимикробными    свойствами,    за    счет    широкого    спектра    антагонистической    активности    могут    представлять    альтернативу    антибиотикам    [5]. Механизмы    действия    бактериоцинов    против    бактериальных    клеток    разнообразны.    Один    из    механизмов    –    это    образование    каналов    в    цитоплазматической    мембране,    что    нарушает    мембранный    потенциал    клетки    и    все    биохимические    процессы.    Бактериоцины    вызывают    нуклеазную    деградацию    нуклеиновых    кислот    клетки,    а    также,    помимо    разрушения    клеточной    ДНК,    вызывают    полное    ингибирование    липидного    синтеза    бактерий.    Другой    механизм    связан    с    нарушением    белкового    синтеза    клетки,    что    происходит    за    счет    специфического    расщепления    рибосомальной    16S    РНК,    нарушение    синтеза    тРНК    и    клеточных    ферментов.    Антибактериальные    свойства    проявляют    штаммы    микроорганизмов,    выделенных    из    различного    растительного    и    животного    сырья.    Известно    об    антибактериальной    активности    штаммов    Bacillus safensis,    Bacillus endopheticus,    Bacillus subtilis [6].  В    работе    [7]    изучен    антимикробный    потенциал    бактериоцинов    молочнокислых    бактерий    штаммов    Lactobacillus    в    отношении    некоторых    штаммов    патогенных    микроорганизмов. Антимикробные    пептиды    энтерококков    –    бактериоцины    –    являются    важной    группой    защитных    факторов,    с    помощью    которых    бактерии    данного    рода    обеспечивают    колонизационную    резистентность    биотопов    пищеварительного    тракта    [8]. Методом    твердофазной    экстракции    выде- лены    бактериоцины    (пептидные    фракции    массой     1,0–3,0    кДа)    из    метаболитов    Enterococcus faecium. Механизм    биологического    действия    пептидов    оценивали    с    использованием    ДНК-тропных    красителей    с    последующей    регистрацией    спектров    флуоресценции.    Бактерицидное    действие    энтеро- цинов    направлено    на    цитоплазматическую    мембрану    клеток-мишеней    с    формированием    в    ней    пор,    что    ведет    к    выходу    внутриклеточного    калия,    аминокислот    и    других    низкомолекулярных    веществ    [9]. Анти-биопленочные антимикробные агенты. Новое    поколение    антимикробных    агентов    действует    как    профилактический    или    терапевтический    инструмент    для    контроля    синтеза    биопленки,    устойчивой    к    антибиотикам,    включая    биопленки,    образуемые    микробами    на    поверхностях    различных    медицинских    устройств.    Свойство    мембранной    проницаемости    агентов    делает    их    эффективными    в    быстром    уничтожении    бактерий    с    множественной    лекарственной    устойчивостью    [10].    Также    действуют    как    против    спящих,    так    и    против    растущих    клеток,    независимо    от    их    метаболического    состояния.    Кроме    того,    их    заряд    способствует    взаимодействию    с    отрицательно    заряженными    бактериальными    поверхностями,    мешая    метаболическим    процессам    или    внутриклеточным    мишеням.    Это    может    привести    к    ингибированию    синтеза    клеточной    стенки,    синтеза    нуклеиновых    кислот    и    продуцирования    белка. В    медицине    патогенный    эффект    микроорга- низма    S. aureus    объясняется    различными    факторами    вирулентности,    такими    как    адгезия    к    клеткам,    продуцирование    токсинов,    ферментов    и    хемотаксических    факторов.    Кроме    того,     S. aureus создает    биопленки    на    поверхностях    катетеров    и    имплантированных    медицинских    устройств    (шунты    для    жидкости,    протезы    суставов    и    кардиостимуляторы),    в    результате    чего    микроорганизм    становится    устойчивым    к    антибиотикам    и    врожденной    защите    хозяина    [11]. Анти-биопленочные    агенты    особенно    ценны    в    плане    профилактики    образования    микробных    пленок,    Рисунок    1.    Результаты    окрашивания    колоний    штаммов    золотистого    стафилококка    [12]:    образующие    черные    колонии    –    штаммы-продуценты    биопленки;    образующие    красные    колонии    –    штаммы,    не    продуцирующие    биопленку Figure    1.    Staining    of    Staphylococcus aureus    [12]:        black    colonies    are    biofilm    producing    strains;    red    colonies    are    strains    that    do    not    produce    biofilmКолонии    на    конго-рот-агаре    (штамм,    синтезирующий    слизь)Штаммы    МРЗС Темный Темный Темный Красный Красный Красный ТемныйКрасные    колонии    (штамм    МРЗС,    не    производящий    слизь)Темные    колонии    (штамм    МРЗС,    производящий    слизь)332Salishcheva O.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 2, pp. 329–342т.    к.    убивают    планктонные    клетки,    способные    создавать    биопленку,    подавляют    рост    клеток,    уже    присутствовавших    в    биопленке,    и    блокируют    адгезию    к    поверхности.    В    статье    E.    Ciandrini    и    др.    изучен    синергетический    эффект    против    биопленок    золо- тистого    стафилококка    (МRSА)    для    оценки    способности    антимикробных    пептидов    ингибировать    образование    биопленки    (рис.    1)    [12].    Исследованы    пептиды:    Темпорин    А,    Ситропин    1.1,    Гибридный    пептид    цекропина    A-мелиттина    [CA    (1-7)    M    (2-9)     NH2],    Pal-KGK-NH2    (с    последовательностью    пальмитоил-лиз-гли-лиз-NH2).    Для    оценки    спо- собности    продуцировать    «слизь»    колонии    каждого    штамма    (MRSA)    высевали    на    поверхность    чашек    с    агаром    и    красителем.    Штаммы-продуценты    биопленки    были    идентифицированы    как    штаммы,    образующие    черные    колонии,    а    штаммы,    не    продуцирующие    биопленку,    как    штаммы    с    красными    колониями. Учитывая,    что    бактерии    в    биопленках    встроены    во    внеклеточную    матрицу,    состоящую    из    смеси    полимерных    веществ,    комбинация    антимикробных    пептидов    с    ферментами,    ингиби- торами,    хелатирующими    агентами    и    дезагреги- рующими    матрицу    агентами    приводит    к    усилению    анти-биопленочной    активности.    Помимо    антибиопленочной    активности,    антимикробные    пептиды    имеют    ряд    преимуществ:    эффективность    мембранного    нацеливания,    быстрота    бактерицидного    действия,    низкая    иммуногенность,    низкие    цито- токсичность    и    риск    резистентности    [11]. В    пищевой    промышленности    всегда    актуально    создание    антимикробных    упаковочных    материалов,    включая    бионанокомпозиции    для    предотвращения    Рисунок    2.    Изображения    электронного    сканирующего    микроскопа    тестовых-культур    S. aureus    (A),    E. coli    (B),    C. albicans    (C)    после    инкубации    с    физиологическим    раствором;    тестовых-культур    S. aureus    (D),    E. coli    (E),     C. albicans    (F)    c    оксидом    графена    (29    мг/мл)    выдержка     в    течение    2    ч    и    24    ч;    (G),    (H),    (I)    соответственно    [14] Figure    2.    Electronic    scanning    microscope    images:    test    cultures    of     S.    aureus    (A),    E. coli (B),    C. albicans    (C)    after    incubation    with    saline;    test    cultures    of    S. aureus    (D),    E. coli    (E),    C. albicans (F)    with    graphene    oxide    (29    mg/mL)    exposure    for    2    h    and    24    h;     (G),    (H),    (I),    respectively    [14]Рисунок    3.    Потенциальные    механизмы    антимикробной    активности    наночастиц    [17] Figure    3.    Potential    mechanisms    of    the    antimicrobial    activity    of    nanoparticles    [17]Грамотрицательные    бактерии ЛипополисахаридСтенка    клеткиПориныМембранный    белокНаночастицы    (НЧ)Грамположительные    бактерии Липотейхоевая    кислотаПептидогликанКлеточная    мембранаВзаимодействие    НЧ    с    биологически    направленными    макромолекулами     на    поверхности    клеток Распределение    клетокПроизводство    активных    форм    кислорода    (АФК) Клетка    высвобождает    ионы    из    НЧ Распределение    ферментной    активностиФерментВзаимодействие    НЧ    с    ДНК    бактерийБактериальная    клетка Физическое    взаимодействие    между    НЧ    и    стенкой    клеткиДенатурация    липидов     и    белкаА ВDCE FG H I 0102030400 200 400 600 800 1000Светорассеяние ,    % Концентрация комплекса, мкм В4647 Aspergillus    niger333Салищева О. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 2 С. 329–342 распространения    патогенных    микроорганизмов    в    пищевых    продуктах    [13]. Наносистемы.    Большое    внимание    уделяется    изучению    наноструктур.    Ранее    проведенные    исследования    в    области    антимикробных    свойств    оксида    графена    привели    к    объяснению    механизма    его    антимикробного    действия    за    счет    влияния    двух    факторов:    механического    повреждения    мембраны    микробных    клеток    острыми    концами    нанотрубок    оксида    графена    и    запуском    окислительного    стрес- са    [14].    Максимальное    противомикробное    влияние    проявляется    через    2    часа    взаимодействия    с    суспензией    оксида    графена.    Под    ее    воздействием    происходит    повреждение    клеточной    мембраны    микроорганизма    с    последующей    его    гибелью.    Чувствительность    к    оксиду    графена    обнаружена    у    бактерий    и    грибов.    При    этом    грамположительные    толстостенные    бактерии    погибают    под    действием    наночастиц    быстрее,    чем    грамотрицательные    тонкостенные.    Изображения,    полученные    с    помощью    сканирующего    электронного    микроскопа    (рис.    2),    показывают,    что    клетки    тест-культур    покрываются    слоем    нанолистов,    что    ограничивает    жизнедеятельность.    Дальнейший    контакт    микроорганизмов    с    наночастицами    приводит    к    нарушению    целостности    клеточной    мембраны    с    вытеканием    внутреннего    содержимого,    приводящий    к    гибели    клетки. Исследование    бактерицидных    свойств    наночастиц    ZnO,    TiO2    и    SiO2    по    отношению    к    микроорганизмам    Bacillus subtilis, Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Aureobasidium pullulans, Cladosporium cladospo- rioides, Penicillium ochrochloron, Trichoderma viride, Paecilomyces variotii    открывает    перспективы    в    использовании    наноматериалов    для    изготовления    защитных    покрытий,    устойчивых    к    биоповрежде- нию    [15]. Водорастворимые    нанокомпозиты    элементарно- го    селена,    синтезированные    окислением    поли- функционального    органического    соединения    селена    с    использованием    природного    полисахарида    арабиногалактана    в    качестве    стабилизатора    нано- частиц,    формируются    в    виде    диспергированных    в    полисахаридной    матрице    сферических    частиц    аморфного    селена    размером    31–78    нм.    Для    нанокомпозита,    содержащего    3,9    %    Se,    установлена    выраженная    антимикробная    активность    в    отношении    бактериального    фитопатогена    Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus    [16].    В    большинстве    случаев    наночастицы    металлов    служат    «системой    доставки»    нужного    препарата. На    рисунке    3    представлены    механизмы    антибактериального    действия    наночастиц    [17].    Одним    из    наиболее    распространенных    является    адсорбционный    механизм.    При    адсорбции    наночастиц    на    поверхности    клеточной    мембраны    нарушаются    ее    проницаемость    и    дыхательные    функции.    Другой    механизм    рассматривает    способность    наночастиц    проникать    внутрь    клетки,    взаимодействовать    с    фосфор-    и    серосодержащими    веществами,    нарушая    окисления    и    фосфорилирования.    Кроме    того,    наночастицы    внутри    клетки    способствуют    образованию    свободных    радикалов    или    активных    форм    кислорода. Антимикробные поверхностно-активные ве- щества.    В    исследовании    T.    P.    Pirog    и    др.    представлен    анализ    данных    литературы    последних    лет    относительно    антибактериальнойи    антифунгицидной    активности    микробных    поверхностно-активных    веществ    (ПАВ):    липопептидов,    синтезированных    представителями    родов    Bacillus,    Paenibacillus,    Pseudomonas,    Brevibacillus;    рамнолипидов    бактерий    родов    Pseudomonas,    Burkholderia,    Lysinibacillus;    софоролипидов    дрожжей    родов    Candida    (Starmerella    и    Rhodotorula),    а    также    собственных    экспериментальных    исследований    антимикробной    активности    ПАВ,    синтезированных    Acinetobacter calcoaceticus ІМВВ-7241,    Rhodococcus erythropolis    ІМВAс-5017    и    Nocardia vaccinii    ІМВВ7405    [18].    Липопептиды    являются    эффективными    антимикробными    агентами    по    сравнению    с    гликолипидами.    Минимальные    ингибирующие    концентрации    (МИК)    липопептидов,    рамнолипидов    и    софоролипидов    составляют    (мкг/мл)    1–32,    50–500    и    10–200    соответственно.    Преимуществами    гликолипидов    как    антимикробных    агентов,    по    сравнению    с    липопептидами,    являются    возможность    их    синтеза    на    промышленных    отходах    и    высокая    концентрация    синтезированных    ПАВ. Механизм    антимикробной    активности    ПАВ    связывают    с    адсорбцией    ПАВ,    образованием    комплексов    на    поверхности    микробной    клетки,    изменением    электрохимических    свойств    и    проницаемости    мембраны    и,    как    следствие,    нарушением    физиологических    процессов    и    ферментативной    активности    микроорганизмов. Моно- и полиядерные комплексы платины. После    открытия    противораковой    активности    комплексов    платины    возросло    число    работ,    посвященных    исследованию    цитотоксических    и    антимикробных    свойств    координационных    соединений    металлов    платиновой    группы.    Введение    биологически    активных    лигандов    в    координационные    соединения    металлов    имеет    большое    значение    для    разработки    новых    лекарственных    средств    с    улучшенной    и    целенаправленной    активностью.    Исследования    таких    комплексов    показывают,    что    новые    механизмы    действия    благоприятны    при    сочетании    биоактивности    лиганда    со    свойствами,    присущими    металлу.    Это    приводит    к    возможности    преодоления    существующих    путей    лекарственной    устойчивости.    Лиганды    вводятся    в    систему    для    ограничения    неблагоприятного    воздействия    избыточных    ионов    металлов.    При    хелатировании    лигандов    с    ионом    металла    происходят    некоторые    334Salishcheva O.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 2, pp. 329–342 радикальные    изменения,    включающие    повышенную    липофильность,    стабилизацию    специфических    окислительных    состояний    и    способствующие    инертности    замещения.    Лекарственные    средства    на    основе    комплексов    металлов    могут    играть    неотъемлемую    роль    в    достижении    нужной    потенциальной    антибактериальной    активности    и    токсичности    металлического    препарата,    применяемого    для    диагностики    и    терапии.    По    сравнению    с    высоко    реакционноспособными    нано- частицами    комплексные    соединения    способны    проявлять    меньшую    токсичность. Известно    множество    комплексов    различных    металлов    в    органических    лиганданах    природного    происхождения.    Например,    водорастворимые    металлокомплексы    никеля    и    кобальта    на    основе    пектината    натрия,    проявляющие    антимикробную    активность    [19]. Многочисленные    моно-    и    полиядерные    комплексы    платины    были    синтезированы    в    последние    годы.    Большое    внимание    было    сосредоточено    на    полиядерных    комплексах    платины,    которые    вошли    в    фазу    I    клинических    испытаний    в    1998    году.    Один    из    классов    противоопухолевых    полиядерных    соединений    платины    представлен    азолатомостиковыми    динуклеарными    комплексами    платины,    которые    при    дополнительном    электростатическом    взаимодействии    образуют    аддукты    ДНК    [20].    Синтезированы    биядерные    комплексы    Pt    (II)    с    фторированными    гетероциклическими    лигандами:    5-перфторалкил-1,2,4-оксадиазолилпиридином    и    3-перфторалкил-1-метил-1,2,4-триазолилпиридином    [20].    Роль    мостиков    между    двумя    атомами    платины    осуществляли    атомы    хлора.    Комплексы    проявили    антимикробную    активность    в    отношении    кишечной    палочки,    Kocuriarhizophila    и    двух    штаммов    золотистого    стафилококка. Известно    большое    число    карбоксилатных    элементорганических    бетаинов    на    основе    фосфора,    серы,    азота,    кремния    и    пр.    Все    эти    соединения    используются    широко    в    медицине    в    качестве    лекарственных    препаратов.    Самый    известный    карбоксилатный    бетаин    –    глицин    –    входит    в    состав    белков    и    выполняет    важную    роль    в    биологических    процессах.    Арсенобетаин,    выделенный    из    морепродуктов,    синтезируется    различными    видами    фотосинтезирующих    организмов,    включая    водоросли,    фитопланктон,    цианобактерии    [21].    На    основе    карбоновых    кислот    взаимодействием    их    галогенпроизводных    2-хлор    и    2-бромуксусной,    3-хлор-    и    3-бромпропановой    кислот    с    диметилсульфоксидом    синтезированы    третичные    сульфониевые    соли.    Аналогичные    бетаины    были    выделены    путем    экстракции    из    листьев    Spartinaanglica.    Синтез    карбоксилатных    сульфабетаинов    открывает    широкие    возможности    для    получения    новых    биологически    активных    веществ.    Эти    соединения    проявляют    селективную    биологическую    активность    в    отношении    патогенной    микрофлоры    человека    и    животных    Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Salmonellap. B.    [21].    Для    синтеза    комплексов,    проявляющих    биологическую    активность,    в    качестве    лигандов    широко    используют    биоорганические    соединения    с    выраженной    биологической    функцией. Основания    Шиффа    и    их    комплексы,    содержащие    донорные    атомы    азота    и    кислорода,    обладают    антимикробной    и    противоопухолевой    активностью    [22].    Комплексы    оснований    Шиффа    представлены    в    производстве    соединений,    представляющих    фармацевтический    интерес.    Наличие    электронодонорных    и    электроакцепторных    заместителей    оказывает    влияние    на    комплексо- образование,    а    также    на    антимикробное    и    противоопухолевое    поведение. Гетероциклические    азотсодержащие    соединения    представлены    в    различных    областях.    Пиримидиновые    кольца    являются    составляющей    системой    множества    веществ,    включая    природные,    которые    играют    жизненно    важную    роль    в    биологических    процессах.    Например,    витамины,    коферменты,    пурины,    птерины,    нуклеотиды    и    нуклеиновые    кислоты.    Свойства    пиримидинов    в    значительной    степени    определяются    электронно-акцепторными    свойствами    двух    атомов    азота.    Каждый    из    них    усиливает    электронный    эффект    другого    в    2-,    4-    и    6-положениях.    Производные    пиримидинов    используются    в    медицинской    химии    и     обладают    выраженной    антимикробной,    противо- опухолевой    и    противогрибковой    активностями    [23]. Пиразолон    является    одним    из    важных    гетероциклических    соединений,    имеющих    пятичлен- ное    кольцо    и    дополнительную    группу    кето    (C=O).    Производные    пиразолона,    обладающие    превосходной    способностью    образовывать    хелаты    с    рядом    катионов    металлов    и    реакционной    способностью    положения    -4     в    пиразоловом    кольце,    широко    применяются    как    антимикробные    и    терапевтические    агенты    в    составе    металлокомплексов    [24]. Производные    кумарина    представляют    важную    группу    природных    соединений    из-за    их    ценной    и    разнообразной    биологической    активности.    Химические    модификации    этих    соединений    привели    к    получению    препаратов,    используемых    в    клинической    практике    (антикоагулянты,    антитромботические    агенты).    Азотсодержащие    гетероциклические    производные    кумаринов    обладают    антиокси- дантной,    противоопухолевой    и    антибактериальной    активностью    [25].    В    работе    А.    Н.    Евстропова    с    соавторами    были    исследованы    антимикробные    свойства    синтезированных    производных    кумаринов    на    основе    растительного    фурокумарина    пеуцеданина    на    тест-культурах    Staphylococcus aureus    и    Pseudomonas aeruginosa,    а    также    эффект    торможения    335Салищева О. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 2 С. 329–342 препаратами    адгезивной    активности    Р. аeruginosa    при    моделировании    пленкообразования    на    поверхности    медицинских    материалов    [25]. Изучено    комплексообразование    платины    (II)    с    различными    серу-кислород    и    азот-кислород    содержащими    лигандами:этилендиаминдиацетатом    и    меркаптоуксусной    кислотой    [26].    При    бидентатной    координации    этилендиаминдиацетата    по    атому    азота    карбоксильная    группа    лиганда    не    участвует    в    комплексообразовании.    Комплексы    образуют    пятичленный    металл-хелатный    циклы.    В    зависимости    от    состава    и    строения    комплексы    проявляют    различную    антимикробную    активность. Платиновые    комплексы,    содержащие    полиами- новые    лиганды,    за    счет    атомов    азота    способны    к    образованию    водородных    связей    с    ДНК.    Антимикробный    и    противоопухолевый    эффекты    комплексов    платины    достигаются    за    счет    ингибирования    синтеза    ДНК,    РНК    и    белков    клеток,    формирования    сшивок    между    цепями    ДНК    и    фиксацией    одной    ее    цепи    за    счет    преимущественного    связывания    с    пуриновыми    азотистыми    основаниями.    Либо    соединение    платины    за    счет    одной    валентности    с    ДНК,    а    другой    –    с    амино-    и    гидроксигруппами    молекулы    белка    [27]. Исследование    биологической    активности    октаэдрических    комплексов    четырехвалентной    платины,    являющихся    кинетически    и    термодинамически    инертными    соединениями,    по    сравнению    с    аналогичными    плоскоквадратными    комплексами    двухвалентной    платины,    показало,    что    они    действуют    как    пролекарства    и    восстанавливаются    внутри    или    вне    опухолевой    клетки    [28].    Отметим,    что    в    последние    два    десятилетия    большое    число    работ    посвящено    изучению    противоопухолевых    и    антимикробных    свойств    октаэдрических    комплексов    платины,    считавшихся    ранее    не    применимыми    для    этих    целей.    Преимущество    комплексов    четырехвалентной    платины    перед    комплексами    двухвалентной    платины    заключается    в    их    высокой    активности    и    в    более    низкой    токсичности. Взаимодействием    гидрата    гексахлороплатиново- дородной    кислоты    с    хлоридами    органиламмония    в    ацетонитриле    получены    комплексы    [(C2H5)2  NH2]2[PtCl6],    [(C2H5)4N]2[PtCl6]    и    [(CH3)3NH]2[PtCl6] [27].    Синтезированные    кристаллы    состоят    из    тетраэдрических    катионов    органиламмония    и    гексахлороплатинатных    октаэдрических    анионов.    Изучена    антимикробная    активность    синтезированных    комплексов    в    отношении    Escherichia coli    штамма    М-17.    Антибактериальная    активность    была    исследована    при    концентрациях    комплексов    0,029,    0,0029    и    0,00029    моль/дм3. Нитрит-ион    является    амбидентатным    лигандом    и    может    координироваться    за    счет    донорных    атомов    азота    и    кислорода,    образуя    с    ионами    переходных    металлов    многочисленные    координационные    соединения:    нитрокомплексы    за    счет    атомов    азота;    нитритокомплексы    –    монодентатно    за    счет    атомов    кислорода;    хелатные    комплексы    –    бидентатно    за    счет    атомов    кислорода;    мостиковые    –    с    одновременным    присоединением    к    двум    атомам    металла. Нитрогруппа    в    комплексах    платины    координирована    через    азот.    Высокая    прочность    и    инертность    связи    платины    с    азотом    практически    исключает    возможность    изомеризации    нитрогруппы    в    комплексах.    Ранее    был    разработан    метод    направленного    синтеза    биядерных    комплексов    платины    с    различными    мостиковыми    лигандами    с    помощью    которого    синтезированы    серии    комплексных    соединений    платины    и    палладия.    В    них    реализуются    оба    способа    координации    нитрогрупп,    а    именно    биядерные    комплексы,    в    которых    NO2-группа    связана    с    двумя    центральными    атомами    одновременно    через    атомы    азота    и    кислорода,    т.    е.    является    мостиком    [29,    30].    Азотсодержащие    комплексы    признаны    биологически    активным    соединениями    за    счет    содержания    нитрогруппы.    Они    проявляют    большую     ДНК-связывающую    и    антимикробную    активность,    чем    другие    комплексы    [23]. Комплексные    соединения    платины    проявляют    высокий    антимикробный    эффект,    не    уступая    в    активности    известным    современным    антимикробным    агентам.    Кроме    того,    их    относят    к    неклассическим    алкилирующим    препаратам,    обладающим    цитостатическим    противоопухолевым    действием.    Механизм    биологического    действия    комплексов    металлов    в    биологических    системах    не    до    конца    изучен,    но    особенности    действия    связаны    с    их    способностью    модифицировать    метаболизм    в    клетках    за    счет    стерического    и    электронного    воздействия.    Основная    особенность    –    электронно-донорная    природа    биомолекул    и    электронно-акцепторная    способность    ионов    платины.    За    счет    этого    наблюдается    сильное    химическое    взаимодействие.    Не    следует    исключать    нековалентное    взаимодействие    комплексов    платины    с    ДНК    в    режиме    интеркаляции    и    электростатического    взаимодействия.    Изменяя    структуру    комплекса    (состав    и    заряд    внутренней    сферы,    число    координационных    центров,    природу    и    дентатность    лигандов    и    пр.),    достигается    высокая    антибактериальная    активность    и    низкий    токсический    эффект    комплексов. Целью    работы    является    исследование    анти- микробных    свойств    синтезированных    моноядерных    и    биядерных    нитритных    комплексов    платины    (II)    и    платины    (IV)    в    отношении    тест-культур    Bacillus subtilis и    Aspergillus niger. Объекты и методы исследования В    качестве    тест-культур    использовали    стандартные    штаммы    микроорганизмов    Всерос- сийской    коллекции    ГосНИИ    Генетика    (Москва):    Bacillus subtilis B-4647    и    Aspergillus niger.336Salishcheva O.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 2, pp. 329–342 Исследование    проводилось    в    НИИ    биотехнологии    Кемеровского    государственного    университета. Для    каждого    штамма    готовили    суспензию    на    основе    дистиллированной    воды    с    конечной    концентрацией    108    КОЕ/мл.    Микроорганизмы    были    культивированы    на    питательных    средах,    в    соответствии    с    паспортом    штамма,    с    последующей    инокуляцией    и    инкубированием    в    средах.    Для    Bacillus subtilis B-4647 – мясопептонный    агар    (МПА),    для    Aspergillus niger    –    бульон    Сабуро.    Температура    инкубирования    –    37    °С,    время    инкубирования    –     24–48    ч. Антимикробную    активность    оценивали    для    пяти    комплексов    платины    (II)    и    платины    (IV)    моноядерных    и    биядерных,    содержащих    концевые    и/или    мости- ковые    нитритные    лиганды.    Синтез    описан    в    [29,    30].[(NO2)2PtII(μ-NO2)2PtII(NH3)2]    (I) [(NH3)2PtII(μ-NO2)2PtII(NH3)2](NO3)2    (II) [(NH3)2    (NO2)2PtIV(µ-NO2)2PtII(NH3)2](NO3)2    (III) [PtIV(NH3)2(NO2)2Cl2]    (IV) [PtII(NH3)4]·[PtII(NO2)4]    (V)Для    тестирования    антимикробной    активности    использовали    диск-диффузионный    метод.    На    поверхность    агаризованной    среды    вносили    0,5    мкл    суспензии    исследуемых    микроорганизмов    (~106    КОЕ),    затем    помещали    бумажные    диски,    пропитанные    водным    раствором    комплексного    соединения     (с    =    1×10–3        моль/дм3).    После    инкубирования    при    37    °С     в    течение    24    ч    наблюдали    зоны    ингибирования.    Эффект    ингибирования    сравнивали    с    эффектом    антибактериального    препарата    хлорамфеникола.Минимальную    ингибирующую    концентрацию    (MИK)    комплексов    определяли    макрометодом    разве- дения    в    жидкой    питательной    среде    мясопептонном    бульоне    (МПБ).    Тестирование    проводили    в    пробирках    путем    двукратного    разведения    МПБ,    содержащего    исследуемый    комплекс.    Начальная    концентрация    комплекса    составляла    1×10–3    моль/дм3  (1000    мкм).    Стандартную    суспензию    тестмикроорганизмов    вносили    во    все    пробирки     (~107    КОЕ/мл).    Рост    микроорганизмов    контроли- ровали    после    инкубирования    при    37    °С    через    24    ч,    измеряя    светорассеяние    при    λ    =    980    нм    с    помощью    спектрофотометра    UV    1800    (Shimadzu).    МИК    определяли    как    самую    минимальную    концентрацию    комплекса,    при    которой    происходит    сдерживание    видимого    роста    тест-культур.Результаты и их обсуждение Антибактериальный    скрининг    комплексов    показан    на    рисунке    4    (табл.    1).    Полученные    результаты    свидетельствуют    о    том,    что    исследуемые    комплексные    соединения    обладают    способностью    ингибировать    метаболический    рост    микроорганизмов    в    разной    степени.    Антимикробная    активность    зависит    от    состава    и    строения    комплекса    платины,    числа    координационных    центров,    их    заряда,    растворимости,    от    степени    окисления    центрального    атома,    термодинамической    устойчивости    и    лабильности    связей    лигандов    с    комплексообразователем. Исследование    процесса    подавления    роста    бактерий    и    грибов    через    24    ч    показало,    что    зона    ингибирования    комплекса    PtIV-PtII    [(NH3)2    (NO2)2PtIV (µ-NO2)2PtII(NH3)2](NO3)2 сопоставима    с    зоной    инги- бирования    для    антимикробного    препарата,    который    (а) (б) Рисунок    4.    Антибактериальная    активность    нитритных    комплексов    платины:    зоны    ингибирования    через    24    ч: (а)    грибов    Aspergillus niger;    (б)    бактерий Bacillus subtilis.    Для    сравнения    приведены    зоны    ингибирования    в    отсутствии    комплексов    при    действии    антибактериального    препарата    (XX)    и    без    него    (X) Figure    4.    Antibacterial    activity    of    platinum    nitrite    complexes:    inhibition    zones    after    24    h:    (a)    Aspergillus niger    fungi;    (b)    Bacillus subtilis bacteria.  For    comparison:    zones    of    inhibition    without    complexes,    with    and    without    antibacterial    drug    (XX)    (X)337Салищева О. В. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2020. Т. 50. № 2 С. 329–342А ВDCE FG H I 0102030400 200 400 600 800 1000Светорассеяние ,    % Концентрация комплекса, мкм В4647 Aspergillus    nigerобладает    самой    высокой    активностью    по    отношению    к    Bacillus subtilis В4647    и    Aspergillus niger. Результаты    скрининга    показали,    что    более    выраженная    активность    всех    комплексов    проявилась    против    грибов    Aspergillus niger.    Для    биядерного    комплекса    Pt+2,    содержащего    концевые    и    мостиковые    нитритные    лиганды    (комплекс    I),    диаметр    зон    ингибирования    меньше,    чем    для    комплекса    Pt+2,    содержащего    только    мостиковые    нитритные    лиганды    (соединение    II).    Соединение    двухвалентной    платины    с    комплексными    катионом    и    анионом    (соединение    V)    проявляет    избирательную    активность. Самым    высоким    антибактериальным    эффектом    обладает    биядерный    комплекс    PtIV-PtII    [(NH3)2 (NO2)2PtIV(µ-NO2)2PtII(NH3)2](NO3)2    против    Bacillus subtilis В4647    и    Aspergillus niger.    С    одной    стороны,    повышение    общего    электрического    заряда    металлоцентров    приводит    к    дополнительному    электростатическому    взаимодействию    с    образова- нием    аддуктов    с    ДНК.    С    другой    стороны,    повышенная    активность    хелатов    металлов    может    быть    объяснена    на    основе    хелатной    теории    Твиди    [31].     Согласно    ей    полярности    лиганда    и    центрального    атома    металла    уменьшаются    посредством    уравновешивания    заряда    по    всему    хелатному    кольцу.    Это    повышает    липофильный    характер    хелата    металла    и    способствует    его    проникновению    через    липидный    слой    бактериальных    мембран. Сравнивая    активность    биядерного    и    моноядерного    комплексов    Pt+4    (соединения    III    и    IV),    видно    превышение    антибактериальной    активности    для    биядерного    комплекса    почти    в    два    раза.    Моноядерный    комплекс    Pt+4 содержит    лабильные    связи    центрального    атома    с    хлором,    аналогично    цисплатину.    Однако    исследование    термодинамической    устойчивости    мономерных    и    димерных    нитритных    комплексов    платины    показали,    что    значения    констант    нестойкости    kCl    для    комплекса    Pt+4 на    порядок    ниже,    чем    для    комплекса    Pt+2 [32]. Ион    NO2–    за    счет    π-акцепторных    свойств    является не    только    транс-активным    лигандом,    но    и    сильным    σ-донором,    поэтому    скорость    замещения    атома    хлора    по    координате    NO2-Pt-Cl    уменьшается    с    повышением    прочности    связи    Pt-Cl. Согласно    данным    [23]    соединения    за    счет    наличия    высокоэлектронной    нитрогруппы    (-NO2)    проявляют    высокую    биологическую    активность.    Присутствие    нитрогруппы    действует    не    только    как    химические    изостеры    для    атомов    кислорода    в    гетероциклическом    основании    тимидина,    но    и    участвует    в    «сильной»    O-H    связи.    В    результате    проявляется    большая    ДНК-связывающая    и    антимикробная    активность    в    сравнении    с    другими    комплексами. Минимальная    (бактерицидная)    ингибирующая    концентрация    (MИK)    нитритных    комплексов    платины    по    отношению    к    Bacillus subtilis В4647    и    Aspergillus niger    составила    >    125    мкм    (рис.    5).Выводы Эволюция    патогенных    микроорганизмов    и    возникновение    различных    механизмов    их    защиты    против    антимикробных    препаратов    вынуждает    человечество    постоянно    вести    исследования    Таблица    1.    Антимикробная    активность    нитритных    моноядерных    и    биядерных    комплексов    платины    по    отношению     к    микроорганизмам    Bacillus subtilis В4647    и    Aspergillus niger Table    1.    Antimicrobial    activity    of    nitrite    mononuclear    and    binuclear    complexes    of    platinum    against    Bacillus subtilis B4647 and Aspergillus nigerКомплекс Диаметр    зоны    ингибирования,    мм Bacillus subtilis В4647 Aspergillus niger I [(NO2)2PtII(μ-NO2)2PtII(NH3)2] 6 9 II [(NH3)2PtII(μ-NO2)2PtII(NH3)2](NO3)2 9 11 III [(NH3)2    (NO2)2PtIV(µ-NO2)2PtII(NH3)2](NO3)2 13 13 IV [PtIV(NH3)2(NO2)2Cl2] 7 7 V [PtII(NH3)4]·[PtII(NO2)4] 7 15 XX Антибактериальный    препарат 15 15 X Вода – – *    результаты    представляют    собой    среднее    стандартное    отклонение    трех    независимых    экспериментов,    проведенных    в    двухповторностях. *    the    results    are    the    mean    standard    deviation    of    three    independent    duplicate    experiments.Рисунок    5.    Зависимости    интенсивности    светорассеяния    растворов    от    концентрации    комплекса     [(NO2)2PtII(μ-NO2)2PtII(NH3)2] Figure    5.    Effect    of    the    concentration    of    the    complex     [(NO2)2PtII(μ-NO2)2PtII(NH3)2]    on    the    light    scattering    intensity     of    solutions    В4647 В4647 AspergillusGHI 01020304002004006008001000Светорассеяние ,    % Концентрация комплекса, мкм В4647 Aspergillus    nigerGHI 01020304002004006008001000Светорассеяние ,    % Концентрация комплекса, мкм В4647 Aspergillus    niger338Salishcheva O.V. et al. Food Processing: Techniques and Technology, 2020, vol. 50, no. 2, pp. 329–342по    поиску    новых    антимикробных    средств.    Лекарственные    формы    на    основе    комплексов    с    органическими    и    неорганическими    лигандами    проявляют    больший    антимикробный    эффект    по    сравнению    с    органическими    препаратами.    Комплексообразование    приводит    к    проявлению    синергетического    эффекта    между    лигандом    и    комплексообразователем.    Большое    количество    терапевтических    агентов    представляет    собой    хелаты    платины,    железа,    иридия,    родия,    рутения,    палладия,    кобальта    и    никеля.    При    хелатировании    лигандов    с    ионом    металла    происходящие    структурные    изменения,    включающие    изменение    липофильности,    стабилизацию    специфических    окислительных    состояний,    перераспределение    электронной    плотности,    изменение    термодинамической    устойчи- вости    и    кинетической    инертности    замещения,    благоприятствуют    снижению    негативного    действия    свободного    иона    металла.    Полиядерные    платиновые    комплексы    содержат    два    или    более    связанных    платиновых    центра,    которые    могут    ковалентно    связываться    с    ДНК,    способны    образовывать    совершенно    иной    вид    аддуктов    ДНК,    по    сравнению    с    моноядерными    комплексами,    способны    к    формированию    сшивок    между    цепями    ДНК    с    фиксацией    на    различных    ее    участках    (рис.    6).    Октаэдрические    комплексы    платины,    являющиеся    кинетически    и    термодинамически    инертными    соединениями,    по    сравнению    с    аналогичными    плоскоквадратными    комплексами,    способны    действовать    как    пролекарства,    восстанавливаясь    внутри    или    вне    бактериальной    клетки.    Активность    усиливается    за    счет    повышения    биологической    доступности    комплексов.    Препараты    на    основе    металлокомплексов    облегчают    транспорт    терапевтических    препаратов    к    бактериальной    клетке. Все    исследуемые    комплексы    платины    проявляли    различные    степени    ингибирующего    воздействия    на    рост    тестируемых    видов    микроорганизмов    в    зависимости    от    состава,    строения    и    заряда    координационных    центров,    термодинамической    устойчивости    и    кинетической    лабильности. Более    высокий    антимикробный    эффект    показал    биядерный    комплекс    смешанной    валентности    PtIVPtII    [(NH3)2    (NO2)2PtIV(µ-NO2)2PtII(NH3)2](NO3)2    против    Bacillus subtilis В4647    и    Aspergillus niger.    Зона    ингибирования    данного    комплекса    сопоставима    с    зоной    ингибирования    для    антимикробного    препарата,    который    обладает    самой    высокой    активностью    по    отношению    Bacillus subtilis В4647    и    Aspergillus niger. Дальнейшие    исследования    будут    нацелены    на    композиционные    смеси    комплексов    платины    с    известными    антимикробными    агентами,    а    также    в    отношении    других    штаммов    бактерий.Критерии авторства А.    Ю.    Просеков    –    руководство    проектом.    О.    В.    Салищева    –    синтез    комплексов,    скрининг    антимикробной    активности.    В.    Ф.    Долганюк    –    скрининг    антимикробной    активности.Конфликт интересов Авторы    заявляют    об    отсутствии    конфликта    интересов.Contribution A.Yu.    Prosekov    supervised    the    research.     O.V.    Salishcheva    synthesized    the    complexes    and    screened    their    antimicrobial    properties.    V.F.    Dolganyuk    screened    the    antimicrobial    activities. Conflict of interest The    authors    declare    that    there    is    no    conflict    of    interest    regarding    the    publication    of    this    article.