牛ラクトフェリンの殺菌活性に対するバクテリアナノセルロース結合の効果

Effect of bacterial nanocellulose binding on the bactericidal activity of bovine lactoferrin.

• Jorge Padrão
• Sylvie Ribeiro
• Senentxu Lanceros-Méndez
• Lígia R Rodrigues
• Fernando Dourado

抄録

牛ラクトフェリン（bLF）の殺菌活性は、主に環境鉄の枯渇と細胞膜の不安定化という2つの異なるメカニズムに起因すると考えられてきた。bLFはその抗菌特性から、栄養補助食品や食用パッケージに配合されている。本研究では、効果的にその殺菌作用を実行するためにbLFの無制限の移動性（"フリーbLF"）の要件の実験的証拠を構成しています。制限されないbLF活性と制限されたbLF活性を評価するために、バクテリアナノセルロース(BNC)の無害なマトリックスをキャリアとして、またアンカーとして使用した。そのため、BNCは2つの異なる方法でbLFで機能化されていた。(i)bLFをBNCの三次元構造に埋め込む方法と、(ii)bLFをBNCのナノフィブリルに共有結合させる方法の2種類の方法でbLFを機能化した。それにもかかわらず、埋め込み型bLFのみが有意な殺菌活性を示した。これはbLFがBNCマトリックスを透過し、その殺菌作用を実行する能力に起因するものである。

Bovine lactoferrin (bLF) has been extensively described as a wide spectrum antimicrobial protein. bLF bactericidal activity has been mainly attributed to two different mechanisms: environmental iron depletion and cell membrane destabilization. Due to its antimicrobial properties, bLF has been included in the formulation nutraceutical food products and edible active packages. This work comprises the experimental evidence of the requirement of bLF unrestricted mobility ("free bLF") to effectively perform its bactericidal action. To assess the unrestricted and restricted bLF activity, a nontoxic matrix of bacterial nanocellulose (BNC) was used as carrier, and as an anchoring scaffold, respectively. Therefore, BNC was functionalized with bLF through two different methodologies: (i) bLF was embedded within the three-dimensional structure of BNC and; (ii) bLF was covalently bounded to the nanofibrils of BNC. bLF efficiency was tested against two bacteria isolated from clinical specimens, and . bLF concentration after covalent binding to BNC was two-fold higher in comparison to the embedding method. Nevertheless, only the embedded bLF exhibited a significant bactericidal activity, due to bLF ability to permeate the BNC matrix and execute its bactericidal action.

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