Fytokjemisk kraft mot AHPND: Nytt håp for rekeoppdrett

Fytokjemisk kraft mot AHPND: Nytt håp for rekeoppdrett

Rekeproduksjonen i Sørøst-Asia er for tiden truet av en ny sykdom: akutt hepato-pankreatisk nekrosesykdom (AHPND). Denne bakterielle sykdommen rammer spesielt stillehavsrekene, Litopenaeus vannamei, en økonomisk svært viktig art. Et farlig patogen, Vibrio parahaemolyticus, er identifisert som det sentrale patogenet. Dette patogenet kan bære et gen som koder for giftige proteiner som ødelegger celler ved å utløse deres død.

Nåværende forskning har undersøkt måter å ufarliggjøre disse giftige proteinene. Fire plantestoffer ble oppdaget å være lovende: myricetin, ( +)-taxifolin, (-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) og stryknin. Spesielt viste ( +)-taxifolin og EGCG god effektivitet i laboratorietester ved å svekke stabiliteten til patogenets proteinstrukturer og dermed begrense deres destruktive effekter.

Forskerne testet også den antibakterielle effektiviteten til disse stoffene mot patogenet. EGCG viste seg å være spesielt effektiv ved en konsentrasjon på 1 mg/ml og var i stand til å eliminere nesten alle patogener innen 24 timer.

Mulige fremtidige anvendelser kan inkludere bruk av disse stoffene som tilsetningsstoffer til rekefôr for å forhindre eller kontrollere utbrudd av AHPND. Dette vil kunne redusere tapene i rekeproduksjonen betydelig og sette nye standarder for sykdomshåndtering i akvakultur.

Grunnleggende begreper og begreper

• Aquakultur: Die Zucht und Haltung von Wassertieren oder Pflanzen in kontrollierten Umgebungen für kommerzielle Zwecke.
• Pathogen: Ein Mikroorganismus, der Krankheiten verursacht.
• Virulenzplasmid: Ein DNA-Fragment in Bakterien, das Gene trägt, die die Krankheit verursachen können.
• Phytocompounds: Chemische Verbindungen, die in Pflanzen vorkommen, oft mit gesundheitlichen Vorteilen.
• In silico: Computergestützte Analyse oder Simulationen von biologischen Prozessen.
• Docking Score: Ein Maß für die Bindungsstärke und -affinität eines Moleküls an ein Zielprotein in der Biochemie.
• Molekulardynamik: Eine Technik, die die physikalischen Bewegungen von Atomen und Molekülen simuliert.
• RMSD (Root Mean Square Deviation): Ein statistisches Maß für die Unterschiede zwischen beobachteten und berechneten Positionen von Molekülen.
• MIC (Minimale Hemmkonzentration): Die niedrigste Konzentration eines antimikrobiellen Mittels, die das Wachstum eines Mikroorganismus verhindert.
• MBC (Minimale bakterizide Konzentration): Die niedrigste Konzentration eines Mittels, das 99,9 % der Bakterienpopulation abtötet.

Forkortelser

• AHPND: Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease
• Myr: Myricetin
• TF: ( +)-Taxifolin
• EGCG: (-)-Epigallocatechin-3-gallate
• STN: Strychnin
• RMSD: Root Mean Square Deviation
• MIC: Minimale Hemmkonzentration
• MBC: Minimale bakterizide Konzentration

Effektive fytoforbindelser mot Vibrio parahaemolyticus i rekeoppdrett

I Sørøst-asiatisk rekeoppdrett utgjør sykdommen "Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease" (AHPND) en betydelig trussel. Hovedårsaken er bakterienVibrio parahaemolyticus, er spesielt ødeleggende for de svært ettertraktede stillehavsrekene (Litopenaeus vannamei). Denne forskningen identifiserer mekanismene og potensielle biokjemiske hemmere mot patogenisiteten tilV. parahaemolyticus.

Patogenetisk mekanisme

Patogenisitetsveien tilV. parahaemolyticuser basert på et virulensplasmid som koder for binære proteintoksiner (PirA/B). Disse giftstoffene er ansvarlige for ødeleggelsen av celler og kan konjugere andre via et post-segregasjonsdrapssystemVibrioarter overføres.

I Silico Analysis and Molecular Dynamics Studies

For identifisering av effektive hemmere ble fire fytoforbindelser - myricetin (Myr), (+)-taxifolin (TF), (-)-epigallocatechin gallat (EGCG) og stryknin (STN) - valgt ved bruk av silikoanalyser basert på dokkingscore og affinitet. Analyse ved bruk av Discovery Studio-programvare identifiserte kritiske aminosyreinteraksjoner som er nødvendige for binding. Molekylær dynamiske simuleringer viste at (+)-taxifolin og (-)-epigallocatechin gallat spesielt skårer med lavere rotmiddelkvadratavvik (RMSD) verdier og forbedret stabilitet mot proteintoksinene.

Antibakteriell effektivitet

Den antibakterielle effektiviteten til de utvalgte fytoforbindelsene ble bestemt ved å bestemme den minste hemmende konsentrasjonen (MIC) og den minste bakteriedrepende konsentrasjonen (MBC) mot patogene stammer avV. parahaemolyticustestet. De beste MBC-resultatene ble registrert ved 1 mg/ml for EGCG og 1,25 mg/ml for TF. Etter 24 timers inkubasjon ble en fullstendig reduksjon i antall levedyktige celler observert ved disse konsentrasjonene.

Konklusjon

Denne studien gir verdifull innsikt i bruken av fytoforbindelser som potensielt effektive hemmere motVibrio parahaemolyticus, spesielt med hensyn til deres anvendelse i akvakultur for å bekjempe AHPND. Ytterligere undersøkelser kan føre til utvikling av nye fytoforbindelsebaserte behandlingsstrategier.

For mer informasjon om forskningen, se den opprinnelige studien på: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36988845.