vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biologyvestnik-bio-msu-1061Research ArticleКРАТКОЕ СООБЩЕНИЕSHORT COMMUNICATIONИнгибирование автоокисления аскорбата новыми штаммами молочнокислых бактерийInhibition of ascorbate autoxidation by new strains of lactic acid bacteriahttps://orcid.org/0000-0002-6188-6525КлимкоА. И.KlimkoA. I.

Климко Алена Игоревна – аспирантка кафедры микробиологии биологического факультета

119234, г. Москва, ул. Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Тел.: 8-495-939-42-23

Microbiology Department, Faculty of Biology

Leninskiye Gory 1–12, Moscow, 119234

alenaklimko221@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8764-0200ЧердынцеваТ. А.CherdyntsevaT. A.

Чердынцева Татьяна Андреевна – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. кафедры микробиологии биологического факультета

119234, г. Москва, ул. Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Тел.: 8-495-939-45-45

Microbiology Department, Faculty of Biology

Leninskiye Gory 1–12, Moscow, 119234

taniacherd@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2803-3037НетрусовА. И.NetrusovA. I.

Нетрусов Александр Иванович – докт. биол. наук, проф. кафедры микробиологии биологического факультета 

119234, г. Москва, ул. Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Тел.: 8-495-939-54-83

Microbiology Department, Faculty of Biology

Leninskiye Gory 1–12, Moscow, 119234

anetrusov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1807-297XБрюхановА. Л.BryukhanovA. L.

Брюханов Андрей Леонидович – канд. биол. наук, доц., ст. науч. сотр. кафедры микробиологии биологического факультета 

119234, г. Москва, ул. Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Тел.: 8-495-939-42-23

Microbiology Department, Faculty of Biology

Leninskiye Gory 1–12, Moscow, 119234

brjuchanov@mail.ruМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202101122021764278282Copyright © Климко А.И., Чердынцева Т.А., Нетрусов А.И., Брюханов А.Л., 20212021Климко А.И., Чердынцева Т.А., Нетрусов А.И., Брюханов А.Л.Klimko A.I., Cherdyntseva T.A., Netrusov A.I., Bryukhanov A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/1061

Аскорбат натрия является сильным восстановителем и способен вступать в неферментативные реакции с активными формами кислорода. Настоящая работа была посвящена скринингу штаммов молочнокислых бактерий (МКБ) из коллекции кафедры микробиологии (биологический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова) и отбору наиболее перспективных штаммов, относящихся к родам Lactobacillus и Lactococcus. Исследовали 16 новых штаммов МКБ на предмет возможного ингибирования их клетками автоокисления аскорбата. Наибольший ингибирующий эффект вызвали следующие штаммы: Lactobacillus plantarum КМ МГУ 161 (42,9%), Lactobacillus plantarum КМ МГУ 520 (36,6%), Lactobacillus plantarum КМ МГУ 508 (33%) и Lactobacillus paracasei КМ МГУ 527 (38,1%). Практически не оказали влияния на автоокисление аскорбата штаммы Lactobacillus acidophilus КМ МГУ 146, Lactobacillus plantarum КМ МГУ 162, Lacticaseibacillus rhamnosus КМ МГУ 529, Lactobacillus paracasei КМ МГУ 544, Lactobacillus caucasicus КМ МГУ 155, Lactococcus lactis ssp. lactis КМ МГУ 170. Данные штаммы сравнили со штаммами из других коллекций. В частности, большинство штаммов Lactobacillus plantarum, а также Lactobacillus brevis КМ МГУ 535 (20,7%) из коллекции кафедры микробиологии МГУ имени М.В. Ломоносова продемонстрировали более высокую эффективность ингибирования автоокисления аскорбата по сравнению со штаммами лактобацилл из коллекций ATCC и DSMZ. Показано, что данный метод можно использовать в качестве экспресстеста для выявления общей способности клеток молочнокислых бактерий к противостоянию активным формам кислорода и оценки их антиоксидантного статуса. Таким образом, способность к ингибированию автоокисления аскорбата возможно применять в качестве одного из факторов отбора перспективных пробиотических штаммов МКБ.

Sodium ascorbate is a strong reducing agent able to participate in non-enzymatic reactions with reactive oxygen species. The research work was dedicated to screening of lactic acid bacteria (LAB) strains from the Collection of Microorganisms of the Department of Microbiology (Faculty of Biology, Lomonosov Moscow State University) and to selection of the most promising strains belonged to genera Lactobacillus and Lactococcus. We have investigated the ability to inhibit the ascorbate autoxidation by cells of 16 new strains of LAB from the Collection of Microorganisms of the Department of Microbiology, Lomonosov Moscow State University (CM MSU). Lactobacillus plantarum CM MSU 161 (42.9%), Lactobacillus plantarum CM MSU 520 (36.6%), Lactobacillus plantarum CM MSU 508 (33%) and Lactobacillus paracasei CM MSU 527 (38.1%) had the greatest inhibitory effect on ascorbate autoxidation. Lactobacillus acidophilus CM MSU 146, Lactobacillus plantarum CM MSU 162, Lacticaseibacillus rhamnosus CM MSU 529, Lactobacillus paracasei CM MSU 544, Lactobacillus caucasicus CM MSU 155, Lactococcus lactis ssp. lactis CM MSU 170 had no detectable effect on inhibition of ascorbate autoxidation. These strains were compared with strains from other collections. In particular, the majority of Lactobacillus plantarum strains as well as Lactobacillus brevis CM MSU 535 (20.7%) from the CM MSU demonstrated a higher percentage of inhibition of ascorbate autoxidation compared with the strains from the ATCC and the DSMZ collections. We have shown that this method can be used as an express testing to reveal the general ability of lactic acid bacterial cells to resist reactive oxygen species and to assess their antioxidant status. Thus, the ability to inhibit autooxidation of ascorbate can be used as one of the potential positive factors for selection of probiotics among LAB.

Lactobacillusмолочнокислые бактерии (МКБ)пробиотикиантиоксидантыавтоокисление аскорбатавитамин СLactobacilluslactic acid bacteria (LAB)probioticsantioxidantsascorbate autoxidationvitamin CРабота выполнялась в рамках госзадания по теме кафедры микробиологии МГУ «Физиология и биохимия фототрофных и хемотрофных микроорганизмов» (номер ЦИТИС 121032300094-7). Исследования проводили без использования животных и без привлечения людей в качестве испытуемых. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.The work was carried out within the framework of the state task on the topic of the Department of Microbiology of MSU “Physiology and Biochemistry of Phototrophic and Chemotrophic Microorganisms” (CITIS number 121032300094-7).ReferencesTerpou A., Papadaki A., Lappa I.K., Kachrimanidou V., Bosnea L.A., Kopsahelis N. Probiotics in food systems: significance and emerging strategies towards improved viability and delivery of enhanced beneficial value // Nutrients. 2019. Vol. 11. N 7: 1591.Terpou A., Papadaki A., Lappa I.K., Kachrimanidou V., Bosnea L.A., Kopsahelis N. Probiotics in food systems: significance and emerging strategies towards improved viability and delivery of enhanced beneficial value // Nutrients. 2019. Vol. 11. N 7: 1591.Gao D., Gao Z., Zhu G. Antioxidant effects of Lactobacillus plantarum via activation of transcription factor Nrf2 // Food Funct. 2013. Vol. 4. N 6. P. 982–989.Gao D., Gao Z., Zhu G. Antioxidant effects of Lactobacillus plantarum via activation of transcription factor Nrf2 // Food Funct. 2013. Vol. 4. N 6. P. 982–989.Alp D., Kuleaşan H. Adhesion mechanisms of lactic acid bacteria: conventional and novel approaches for testing // World J. Microbiol. Biotechnol. 2019. Vol. 35. N 10: 156.Alp D., Kuleaşan H. Adhesion mechanisms of lactic acid bacteria: conventional and novel approaches for testing // World J. Microbiol. Biotechnol. 2019. Vol. 35. N 10: 156.Redanz S., Cheng X., Giacaman R.A., Pfeifer C.S., Merritt J., Kreth J. Live and let die: hydrogen peroxide production by the commensal flora and its role in maintaining a symbiotic microbiome // Mol. Oral Microbiol. 2018. Vol. 33. N 5. P. 337–352.Redanz S., Cheng X., Giacaman R.A., Pfeifer C.S., Merritt J., Kreth J. Live and let die: hydrogen peroxide production by the commensal flora and its role in maintaining a symbiotic microbiome // Mol. Oral Microbiol. 2018. Vol. 33. N 5. P. 337–352.Mozaffari H., Daneshzad E., Larijani B., Surkan P.J., Azadbakht L. Association of dietary total antioxidant capacity to anthropometry in healthy women: a crosssectional study // Nutrition. 2020. Vol. 69: 110577.Mozaffari H., Daneshzad E., Larijani B., Surkan P.J., Azadbakht L. Association of dietary total antioxidant capacity to anthropometry in healthy women: a crosssectional study // Nutrition. 2020. Vol. 69: 110577.Aguilar-Toalá J.E., Garcia-Varela R., Garcia H.S., Mata-Haro V., González-Córdova A.F., Vallejo-Cordoba B., Hernández-Mendoza A. Postbiotics: an evolving term within the functional foods field // Trends Food Sci. Technol. 2018. Vol. 75. P. 105–114.Aguilar-Toalá J.E., Garcia-Varela R., Garcia H.S., Mata-Haro V., González-Córdova A.F., Vallejo-Cordoba B., Hernández-Mendoza A. Postbiotics: an evolving term within the functional foods field // Trends Food Sci. Technol. 2018. Vol. 75. P. 105–114.Virtanen T., Pihlanto A., Akkanen S., Korhonen H. Development of antioxidant activity in milk whey during fermentation with lactic acid bacteria // J. Appl. Microbiol. 2007. Vol. 102. N 1. P. 106–115.Virtanen T., Pihlanto A., Akkanen S., Korhonen H. Development of antioxidant activity in milk whey during fermentation with lactic acid bacteria // J. Appl. Microbiol. 2007. Vol. 102. N 1. P. 106–115.Njus D., Kelley P.M., Tu Y.-J., Schlegel H.B. Ascorbic acid: the chemistry underlying its antioxidant properties // Free Radic. Biol. Med. 2020. Vol. 159. P. 37–43.Njus D., Kelley P.M., Tu Y.-J., Schlegel H.B. Ascorbic acid: the chemistry underlying its antioxidant properties // Free Radic. Biol. Med. 2020. Vol. 159. P. 37–43.Azcárate-Peril M.A., Sikes M., Bruno-Bárcena J.M. The intestinal microbiota, gastrointestinal environment and colorectal cancer: a putative role for probiotics in prevention of colorectal cancer? // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2011. Vol. 301. N 3. P. G401–G424.Azcárate-Peril M.A., Sikes M., Bruno-Bárcena J.M. The intestinal microbiota, gastrointestinal environment and colorectal cancer: a putative role for probiotics in prevention of colorectal cancer? // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2011. Vol. 301. N 3. P. G401–G424.Rahate K.A., Madhumita M., Prabhakar P.K. Nutritional composition, anti-nutritional factors, pre-treatmentscum-processing impact and food formulation potential of faba bean (Vicia faba L.): a comprehensive review // LWT – Food Sci. Technol. 2021. Vol. 138: 110796.Rahate K.A., Madhumita M., Prabhakar P.K. Nutritional composition, anti-nutritional factors, pre-treatmentscum-processing impact and food formulation potential of faba bean (Vicia faba L.): a comprehensive review // LWT – Food Sci. Technol. 2021. Vol. 138: 110796.Nishikimi M. Oxidation of ascorbic acid with superoxide anion generated by the xanthine-xanthine oxidase system // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1975. Vol. 63. N 2. P. 463–468.Nishikimi M. Oxidation of ascorbic acid with superoxide anion generated by the xanthine-xanthine oxidase system // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1975. Vol. 63. N 2. P. 463–468.Hou Y., Li X., Liu X., Zhang Y., Zhang W., Man C., Jiang Y. Transcriptomic responses of Caco-2 cells to Lactobacillus rhamnosus GG and Lactobacillus plantarum J26 against oxidative stress // J. Dairy Sci. 2019. Vol. 102. N 9. P. 7684–7696.Hou Y., Li X., Liu X., Zhang Y., Zhang W., Man C., Jiang Y. Transcriptomic responses of Caco-2 cells to Lactobacillus rhamnosus GG and Lactobacillus plantarum J26 against oxidative stress // J. Dairy Sci. 2019. Vol. 102. N 9. P. 7684–7696.Zhitkovich A. Nuclear and cytoplasmic functions of vitamin C // Chem. Res. Toxicol. 2020. Vol. 33. N 10. P. 2515–2526.Zhitkovich A. Nuclear and cytoplasmic functions of vitamin C // Chem. Res. Toxicol. 2020. Vol. 33. N 10. P. 2515–2526.Spyropoulos B.G., Misiakos E.P., Fotiadis C., Stoidis C.N. Antioxidant properties of probiotics and their protective effects in the pathogenesis of radiation-induced enteritis and colitis // Dig. Dis. Sci. 2011. Vol. 56. N 2. P. 285–294.Spyropoulos B.G., Misiakos E.P., Fotiadis C., Stoidis C.N. Antioxidant properties of probiotics and their protective effects in the pathogenesis of radiation-induced enteritis and colitis // Dig. Dis. Sci. 2011. Vol. 56. N 2. P. 285–294.Amaretti A., di Nunzio M., Pompei A., Raimondi S., Rossi M., Bordoni A. Antioxidant properties of potentially probiotic bacteria: in vitro and in vivo activities // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013. Vol. 97. N 2. P. 809–817.Amaretti A., di Nunzio M., Pompei A., Raimondi S., Rossi M., Bordoni A. Antioxidant properties of potentially probiotic bacteria: in vitro and in vivo activities // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013. Vol. 97. N 2. P. 809–817.Klimko A.I., Cherdyntseva T.A., Brioukhanov A.L., Netrusov A.I. In vitro evaluation of probiotic potential of selected lactic acid bacteria strains // Probiotics Antimicrob. Proteins. 2020. Vol. 12. N 3. P. 1139–1148.Klimko A.I., Cherdyntseva T.A., Brioukhanov A.L., Netrusov A.I. In vitro evaluation of probiotic potential of selected lactic acid bacteria strains // Probiotics Antimicrob. Proteins. 2020. Vol. 12. N 3. P. 1139–1148.Mishra O.P., Kovachich G.B. Inhibition of the autoxidation of ascorbate and norepinephrine by extracts of Clostridium butyricum, Megasphaera elsdenii and Escherichia coli // Life Sci. 1984. Vol. 35. N 8. P. 849–854.Mishra O.P., Kovachich G.B. Inhibition of the autoxidation of ascorbate and norepinephrine by extracts of Clostridium butyricum, Megasphaera elsdenii and Escherichia coli // Life Sci. 1984. Vol. 35. N 8. P. 849–854.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.