Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/13457
Title: Pronounced Antibacterial Effects of Rhodomyrtone, a Novel Antibiotic Candidate, on Streptococcus pneumoniae as Revealed by Proteomic and Metabolomic Analysis
Other Titles: ฤทธิ์การยั้บยั้งแบคทีเรีย Streptococcus pneumoniae ของโรโดไมรโทน โดยการวิเคราะห์ทางโปรติโอมิกส์และเมตาโบโลมิกส์
Authors: Supayang Voravuthikunchai
Watcharapong Mitsuwan
Faculty of Science (Microbiology)
คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาจุลชีววิทยา
Keywords: Antibacterial agents;Streptococcus pneumoniae
Issue Date: 2019
Publisher: Prince of Songkla University
Abstract: The emergence of antibiotic-resistant pathogenic bacteria is a healthcare problem worldwide. We evaluated the antimicrobial activity of rhodomyrtone, an acylphloroglucinol present in Rhodomyrtus tomentosa leaves, against the human Gram- positive pathogens, Streptococcus pneumoniae. The compound exhibited pronounced anti-pneumococcal activity against a broad collection of clinical isolates. We studied the effects at the molecular level by a combination of proteomics and metabolomics. The integration of proteomic and metabolomic analyses revealed alterations in enzymes and metabolites involved in different metabolic pathways including amino acid biosynthesis, nucleic acid biosynthesis, glucid, and lipid metabolism. Notably, the levels of two enzymes (glycosyltransferase and UTP-glucose-1-phosphate uridylyltransferase) and three metabolites (UDP-glucose, UDP-glucuronic acid and UDP-N-acetyl-D-galactosamine) participating in the synthesis of the pneumococcal capsule clearly diminished in cells exposed to rhodomyrtone. Rhodomyrtone-treated pneumococcal cells significantly possessed less amount of capsule, as measured by a colorimetric assay and visualized by electron microscopy. These findings reveal the utility of combining proteomic and metabolomic analyses to provide insight into phenotypic features of S. pneumoniae treated with this potential novel antibiotic. The ability of Rhodomyrtus tomentosa leaf extract and rhodomyrtone to prevent biofilm formation and eradicate mature biofilms was assessed. The extract and rhodomyrtone at 1/8 × MIC significantly inhibited biofilm formation in all clinical isolates (P < 0.05). The viability of 8-day biofilm-grown cells significantly decreased following the treatment with the extract and rhodomyrtone at 16 × MIC. 40-90% reduction in the bacterial adhesion and invasion to A549 human alveolar epithelial cells was observed after challenging with the extract and rhodomyrtone, compared with the control within 60 min. Increase in 90-99% phagocytosis of the bacterial cells by RAW264.7 macrophage cell line was detected following the treatment with the extract and rhodomyrtone at 1/2 × MIC, compared with the control. The results suggested potential medicinal benefits of the extract and rhodomyrtone for the treatment of pneumococcal infections. In conclusion, rhodomyrtone is a promising alternative antibacterial agent for the treatment of the infections caused by the Gram-positive pathogens including S. pneumoniae.
Abstract(Thai): อุบัติการณ์เชื้อแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะเป็นปัญหาสําคัญทั่วโลก งานวิจัยนี้ศึกษาฤทธิ์ของสาร โรโตไทร โทนซึ่งเป็นกลุ่ม acyphloroglucinol แยกจากใบปกระทุในการต้านเชื้อแบคทีเรียก่อโรคกรัมบวก Streptococcus pneumoniae สารโร โตมร โทนมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย S. poweramoniae ที่แยกได้จากผู้ป่วย ศึกษา ฤทธิ์ ของโรโดไมร โทนในระดับโมเลกุลโดยวิธีโปรตีโอมิกส์และเมตาโบโลนิกส์ พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงของ เอนไซม์และสารเมทาบอไลท์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเมทาบอลิซึมของการสังเคราะห์กรดอะมิโน กรด นิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต และไขมัน ของเชื้อ S. wemonine ในสภาวะที่มีสารโรโตไมร โทน เป็นที่น่าสังเกตว่า ระดับของเอนไซม์ glycosyltransferase และ UTP-glucose-1-phosphate uridylyltransferase และสารเมทาบอไลท์ ประกอบด้วย UDP-glucose, UDP-glucuronic acid และ UDP-N-acetyl-D-galactosamine ลดลงในสภาวะที่มีสาร โรโตไทร โทน โดยเอนไซม์และสารดังกล่าวเกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์แคปซูลของเชื้อ S. pneumoniae สารโรโตไทร โทนลดการสังเคราะห์แคปซูลของเชื้อ S. pneumoniae ซึ่งศึกษาด้วยการวัดปริมาณแคปซูลและ ภาพถ่ายอิเล็กตรอนชนิดส่องผ่าน สารสกัดใบกระทที่สกัดด้วยเอาทนอก ด้วยเอาทนอล และสารบริสุทธิ์โรโตไทร โทนที่ความเข้มข้น 1/18 x MIC ยับยั้งการสร้างไบโอฟิล์มของเชื้อ S. pneumoniae ที่แยกได้จากผู้ป่วย อย่างมีนัยสําคัญ สารสกัดใบกระทุและ โรโตไมร โทนที่ความเข้มข้น 16 × MIC ฆ่าเชื้อในไบโอฟิล์มที่มีอายุ 8 วัน อย่างมีนัยสําคัญ สารสกัดในกระทู้และ โรโตไทร โทนลดการเกาะติดและการบุกรุกของเชื้อ S. Jesusmoine ต่อ 2549 human alveolar epithelial cells ภายในเวลา 60 นาที เชื้อ S. pneumoniae ที่เลี้ยงในสภาวะที่มีสารสกัดใบกระทุและโร โตมร โทนถูกจับกินโดย RAW264.7 macrophage cell line เพิ่มขึ้น 90-99% เมื่อเทียบกับชุดควบคุม จากผลการทดลองที่กล่าวมาแสดงให้ เห็นถึงศักยภาพของสารโรโดไมร โทนในการยับยั้งเชื้อ S. pneumoniaer โดยสรุป rhodomyrione เป็นสารต้านแบคทีเรียทางเลือกที่มีแนวโน้มสําหรับการรักษาโรคติด เชื้อที่เกิดจากเชื้อกรัมบวกที่มีสาเหตุจากเชื้อ S. pneumoniae
Description: Thesis (Ph.D., Microbiology)--Prince of Songkla University, 2019
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/13457
Appears in Collections:326 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
438196.pdf1.39 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons