| |
|
|
|
| |
| №4, 2024: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы |
<< Содержание номера
<< Архив
[RUS] / [ENG]Методология и методы исследований. Модели и прогнозы
Антифунгальная защита строительных материалов производными гуминовых кислот в оценке АТФ-метрией
О. В. Сенько, к. х. н., н. с.,
Н. А. Степанов, к. т. н., н. с.,
О. В. Маслова, к. х. н., с. н. с.,
Е. Н. Ефременко, д. б. н., профессор, зав. лабораторией,
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
119991, Россия, г. Москва, Ленинские горы, д. 1/3 N. V. Senko ORCID: 0000-0001-7831-6222,
O. N. A. Stepanov ORCID: 0000-0003-0821-8226,
O. V. Maslova ORCID: 0000-0002-6358-1231,
E. N. Efremenko ORCID: 0000-0002-6992-854X,
Lomonosov Moscow State University,
1/3, Leninskie Gory, Moscow, Russia, 119991
e-mail
[email protected]
Аннотация
В настоящей работе с использованием метода биолюминесцентного люциферазного определения внутриклеточной концентрации аденозинтрифосфата в клетках мицелиальных грибов, известных своей биодеструкционной активностью по отношению к образцам строительных материалов, была проведена оценка возможности применения различных производных природных гуминовых кислот в качестве антифунгальных препаратов. Грибковый биоцид ACTICIDE® OTP 10, содержащий 2-октил-4-изотиазолин-3-он, вводимый в затирку для заполнения межплиточных швов с целью предотвращения грибковых поражений в помещениях с высокой влажностью, применялся в работе как образец для сравнения. В качестве тест-культур использовались споры грибов Aspergillus niger F-1057 и Stachybotrys chartarum F-993, наиболее часто выявляемых среди грибных контаминаций строительных материалов. Среди этих исследованных веществ были образцы выделенного из угля (леонардита) гумата калия, модифицированного 2-метилгидрохиноном, 1,4-гидрохиноном и 2-гидрокси-1,4-гидроксинафтохиноном. При проведении экспериментов, направленных на изучение состояния межплиточных швов, была подтверждена антифунгальная активность гумата калия, модифицированного 2-гидрокси-1,4-гидроксинафтохиноном, к обоим объектам исследования. Это же соединение в концентрации 0,5–5,0 г/л проявляло заметный антифунгальный эффект при внесении в универсальный обойный клей, содержащий карбоксиметилцеллюлозу. Определение эффекта от воздействия той же добавки на споры мицелиальных грибов выявило такую антифунгальную активность, которая оказалась сопоставимой с действием коммерческого биоцида на начальном этапе исследования и превосходила его после 32 суток экспонирования грибов в контакте с изучаемой добавкой в конечной концентрации 5 г/кг строительного материала.
Abstract
Mycelial fungi are known by their biodestructive activity towards building material samples. In this work the possibility of using various derivatives of natural humic acids as antifungal agents was evaluated using the method of bioluminescent luciferase determination of the adenosine triphosphate intracellular concentration in the mycelial fungi cells. In order to prevent fungal lesions in rooms with high humidity the fungal biocide ACTICIDE® OTP 10 containing 2-octyl-4-isothiazoline-3-one is added to the tile grout; it was used as a comparison sample in our study. Aspergillus niger F-1057 and Stachybotrys chartarum F-993 spores were used as test cultures as the most frequently detected fungal contaminants of building materials. The samples of extracted from coal (leonardite) potassium humate modified with 2-methylhydroquinone, or 1,4-hydroquinone or 2-hydroxy-1,4-hydroxynaphthoquinone were the studied substances. The antifungal activity of potassium humate modified with 2-hydroxy-1,4-hydroxynaphthoquinone to both fungal test objects was confirmed in experiments aimed at studying the condition of intertile joints. The same compound at a concentration of 0.5–5.0 g/L showed noticeable antifungal effect when applied to a universal wallpaper adhesive containing carboxymethylcellulose. Antifungal activity of the same additive was comparable with the action of commercial biocide at the initial stage of the study, and after 32 days of exposure of fungi in contact with the studied additive at a final concentration of 5 g/kg of building material was superior to its action.
Ключевые слова
строительные материалы, антифунгальные свойства, гуминовые кислоты, грибковые культуры, люциферазная реакция
Keywords
building materials, antifungal effect, humic acids, fungal cells, luciferase reaction
References
1. Hegarty B., Dannemiller K.C., Peccia J. Gene expression of indoor fungal communities under damp building
conditions: Implications for human health // Indoor Air. 2018. V. 28. No. 4. P. 548–558. doi: 10.1111/ina.12459
2. Wang J., Janson C., Lindberg E., Holm M., Gislason T., Benediktsdóttir B., Johannessen A., Schlünssen V., Jogi R., Franklin K.A., Norbäck D. Dampness and mold at home and at work and onset of insomnia symptoms, snoring and excessive daytime sleepiness // Environ. Int. 2020. V. 139. Article No. 105691. doi: 10.1016/j.envint.2020.105691
3. Skrobot III F., Diehl S.V., Borazjani H. Mycotoxin production by Stachybotrys chartarum on water-damaged
building materials // BioRes. 2017. V. 12. No. 3. P. 6490–6503. doi: 10.15376/biores.12.3.6490-6503
4. Gilbert J.A., Stephens B. Microbiology of the built environment // Nat. Rev. Microbiol. 2018. V. 16. No. 11. P. 661–670. doi: 10.1038/s41579-018-0065-5
5. Novak Babič M., Gostinčar C., Gunde-Cimerman N. Microorganisms populating the water-related indoor biome // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2020. V. 104. No. 15. P. 6443–6462. doi: 10.1007/s00253-020-10719-4
6. Rocchi S., Reboux G., Scherer E., Laboissière A., Zaros C., Rouzet A., Valot B., Khan S., Dufourg M.N., Leynaert B., Raherison C., Millon L. Indoor microbiome: Quantification of exposure and association with geographical location, meteorological factors, and land use in France // Microorganisms. 2020. V. 8. No. 3. Article No. 341. doi: 10.3390/microorganisms8030341
7. Hegarty B., Pan A., Haverinen-Shaughnessy U., Shaughnessy R., Peccia J. A DNA sequence-based approach
for classifying the mold status of buildings // Environ. Sci. Technol. 2020. V. 54. No. 24. P. 15968−15975. doi: 10.1021/acs.est.0c03904
8. Wösten H.A.B. Filamentous fungi for the production of enzymes, chemicals and materials // Curr. Opin. Biotechnol. 2019. V. 59. P. 65–70. doi: 10.1016/j.copbio.2019.02.010
9. Aburto-Medina A., Le P.H., MacLaughlin S., Ivanova E. Diversity of experimental designs for the fabrication of antifungal surfaces for the built environment // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2021. V. 105. No. 7. P. 2663–2674. doi: 10.1007/s00253-021-11214-0
10. Ghamrawi S., Bouchara J.P., Corbin A., Rogalsky S., Tarasyuk O., Bardeau J.F. Inhibition of fungal growth by silicones modified with cationic biocides // Mater. Today Commun. 2020. V. 22. Article No. 100716. doi: 10.1016/j.mtcomm.2019.100716
11. Dyshlyuk L., Babich O., Ivanova S., Vasilchenco N., Atuchin V., Korolkov I., Russakov D., Prosekov A. Antimicrobial potential of ZnO, TiO2 and SiO2 nanoparticles in protecting building materials from biodegradation // Int. Biodeterior. Biodegrad. 2020. V. 146. Article No. 104821. doi: 10.1016/j.ibiod.2019.104821
12. Płaza G., Achal V. Biosurfactants: Eco-friendly and innovative biocides against biocorrosion // International Journal of Molecular Sciences. 2020. V. 21. No. 6. Article No. 2152. doi: 10.3390/ijms21062152
13. Volikov A.B., Mareev N.V., Konstantinov A.I., Molodykh A.A., Melnikova S.V., Bazhanova A.E., Gasanov M.E., Nikolaev E.N., Zherebker A.Ya., Volkov D.S., Zykova M.V., Perminova I.V. Directed synthesis of humic and fulvic derivatives with enhanced antioxidant properties // Agronomy. 2021. V. 11. No. 10. Article No. 2047. doi: 3390/agronomy11102047
14. Efremenko E., Senko O., Stepanov N., Mareev N., Volikov A., Perminova I. Suppression of methane generation during methanogenesis by chemically modified humic compounds // Antioxidants. 2020. V. 9. No. 11. Article No. 1140. doi: 10.3390/antiox9111140
15. Efremenko E., Stepanov N., Senko O., Maslova O., Volikov A., Zhirkova A., Perminova I. Strategies for variable regulation of methanogenesis efficiency and velocity // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2022. V. 106. No. 19–20. P. 6833–6845. doi: 10.1007/s00253-022-12148-x
16. Stepanov N., Senko O., Perminova I., Efremenko E. A new approach to assess the effect of various humic compounds on the metabolic activity of cells participating in methanogenesis // Sustainability. 2019. V. 11. Article No. 3158. doi: 10.3390/su11113158
17. Efremenko E., Senko O., Stepanov N., Maslova O., Lomakina G.Yu., Ugarova N. Luminescent analysis of ATP: Modern objects and processes for sensing // Chemosensors. 2022. V. 10. No. 11. Article No. 493. doi: 10.3390/chemosensors10110493
18. Efremenko E.N., Ugarova N.N., Lomakina G.Y., Senko O.V., Stepanov N.A., Maslova O.V., Aslanly A.G.,
Lyagin I.V. Bioluminescent ATP-metry: practical aspects. Мoskva: Publishing House “Scientific Library”, 2022. 376 p. (in Russian). doi: 10.36871/978-5-907497-77-1
19. Popa D.G., Lupu C., Constantinescu-Aruxandei D., Oancea F. Humic substances as microalgal biostimulants – implications for microalgal biotechnology // Mar. Drugs. 2022. V. 20. No. 5. Article No. 327. doi: 10.3390/md20050327
20. Klein O.I., Isakova E.P., Deryabina Y.I., Kulikova N.A., Badun G.A., Chernysheva M.G., Stepanova E.V., Koroleva O.V. Humic substances enhance growth and respiration in the basidiomycetes Trametes maxima under carbon limited conditions // J. Chem. Ecol. 2014. V. 40. No. 6. P. 643–652. doi: 10.1007/s10886-014-0445-x
21. Niture S.K., Kumar A.R., Pant A. Role of glucose in production and repression of polygalacturonase and pectate lyase from phytopathogenic fungus Fusarium moniliforme NCIM 1276 // World J. Microbiol. Biotechnol. 2006. V. 22. P. 893–899. doi: 10.1007/s11274-006-9119-3
22. Li B., Lai T., Qin G., Tian S. Ambient pH stress inhibits spore germination of Penicillium expansum by impairing protein synthesis and folding: a proteomic-based study // J. Proteome Res. 2010. V. 9. No. 1. P. 298–307. doi: 10.1021/pr900622j
23. Lyu L., Li Y., Zhang S., Chen Z. Deeper insights into the effect of humic acid on kitchen waste anaerobic digestion: Enzyme activities, microbial community dynamics, and key metabolic pathways // Fermentation. 2023. V. 9. No. 10. Article No. 881. doi: 10.3390/fermentation9100881
Прикреплённые файлы:
<< Содержание номера
<< Архив
Дата последнего обновления: 11:24:48/27.03.25
|
|
 |
| |
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
 |
ИАА "Информ-Экология" |
|
 |
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Министерство природных ресурсов Российской Федерации |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Счётчик |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
|
