Yliopiston etusivulle Suomeksi På svenska In English Helsingin yliopisto

Weakening of the Gram-negative bacterial outer membrane - A tool for increasing microbiological safety

Show simple item record

dc.contributor Helsingin yliopisto, maatalous-metsätieteellinen tiedekunta, soveltavan kemian ja mikrobiologian laitos fi
dc.contributor Helsingfors universitet, agrikultur-forstvetenskapliga fakulteten, institutionen för tillämpad kemi och mikrobiologi sv
dc.contributor University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Applied Chemistry and Microbiology, Microbiology en
dc.contributor VTT Technical Research Centre of Finland en
dc.contributor.author Alakomi, Hanna-Leena fi
dc.date.accessioned 2010-11-25T11:47:07Z
dc.date.available 2010-11-25T11:47:07Z
dc.date.issued 2007-06-01 fi
dc.identifier.uri URN:ISBN:978-951-38-7015-7 fi
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10138/20896
dc.description.abstract Gram-negative bacteria are harmful in various surroundings. In the food industy their metabolites are potential cause of spoilage and this group also includes many severe or potential pathogens, such as Salmonella. Due to their ability to produce biofilms Gram-negative bacteria also cause problems in many industrial processes as well as in clinical surroundings. Control of Gram-negative bacteria is hampered by the outer membrane (OM) in the outermost layer of the cells. This layer is an intrinsic barrier for many hydrophobic agents and macromolecules. Permeabilizers are compounds that weaken OM and can thus increase the activity of antimicrobials by facililating entry of hydrophobic compounds and macromolecules into the cell where they can reach their target sites and inhibit or destroy cellular functions. The work described in this thesis shows that lactic acid acts as a permeabilizer and destabilizes the OM of Gram-negative bacteria. In addition, organic acids present in berriers, i.e. malic, sorbic and benzoic acid, were shown to weaken the OM of Gram-negative bacteria. Organic acids can poteniate the antimicrobial activity of other compounds. Microbial colonic degradation products of plant-derived phenolic compounds (3,4-dihydroxyphenylacetic acid, 3-hydroxyphenylacetic acid, 3,4-dihydroxyphenylpropionic acid, 4-hydroxyphenylpropionic acid, 3-phenylpropionic acid and 3-hydroxyphenylpropionic acid) efficiently destabilized OM of Salmonella. The studies increase our understanding of the mechanism of action of the classical chelator, ethylenediaminetetra-acetic acid (EDTA). In addition, the results indicate that the biocidic activity of benzalkonium chloride against Pseudomonas can be increased by combined use with polyethylenimine (PEI). In addition to PEI, several other potential permeabilizers, such as succimer, were shown to destabilize the OM of Gram-negative bacteria. Furthermore, combination of the results obtained from various permeability assays (e.g. uptake of a hydrophobic probe, sensitization to hydrophobic antibiotics and detergents, release of lipopolysaccharide (LPS) and LPS-specific fatty acids) with atomic force microscopy (AFM) image results increases our knowledge of the action of permeabilizers. en
dc.description.abstract Gram-negatiivisten bakteerien ryhmään kuuluu laaja joukko haittamikrobeja, esimerkiksi potentiaalisia patogeeneja (kuten salmonella) ja elintarvikkeissa esiintyviä pilaajamikrobeja. Monille Gram-negatiivisille bakteereille on ominaista kyky kasvaa pinnoilla ja muodostaa biofilmiä, minkä vuoksi ne aiheuttavat ongelmia teollisuudessa sekä kliinisissä ympäristöissä. Gram-negatiivisille bakteereille ominainen ulkokalvorakenne heikentää monien antimikrobisten yhdisteiden kulkeutumista solun sisään, minkä vuoksi Gram-negatiivisten bakteereiden kasvun estäminen on hankalaa. Permeabilisaattorit ovat yhdisteitä, jotka kykenevät vaurioittamaan Gram-negatiivisten bakteereiden ulkokalvorakennetta ja mahdollistavat hydrofobisten yhdisteiden, kuten antibioottien ja desinfektioaineiden, kulkeutumisen solun sisään, jossa ne pääsevät reagoimaan vaikutuskohteidensa kanssa. Tässä työssä osoitettiin, että maitohappo ja lukuisat muut orgaaniset hapot (kuten bentsoe-, omena- ja sorbiinihappo, joita luontaisesti esiintyy marjoissa) heikensivät Gram-negatiivisten bakteerien ulkokalvoa. Orgaaniset hapot voivat tehostaa antimikrobisten yhdisteiden vaikutuksia. Suolistossa marjojen sisältämistä fenoliyhdisteistä muodostuvien mikrobien metaboliatuotteiden (fenyylipropioni- ja etikkahappojohdannaisia) osoitettiin heikentävän salmonellan ulkokalvoa ja herkistävän ne hydrofobisille antibiooteille. Lisäksi työssä selkiytettiin klassisen permeabilisaattorin, EDTA-kelaattorin, vaikutusmekanismeja salmonellaa kohtaan. Yhdistämällä useita permeabilisaattoriominaisuuksia mittaavia menetelmiä ja atomivoimamikroskopian antamat tulokset havaittiin, että polyetyleeni-imiini voimakkaasti vaurioitti Pseudomonas-bakteerien ulkokalvoa ja herkisti solut kvaternaariselle bentsalkoniumkloridi-biosidille. Yhdistämällä permeabilisaattoreiden käyttö antimikrobisiin yhdisteisiin voidaan laajentaa antimikrobisten yhdisteiden vaikutuksia Gram-negatiivisiin bakteereihin. Orgaanisten happojen salmonellan ulkokalvoa heikentävä vaikutus selittää osittain esimerkiksi maitohappobakteerien luontaisen kyvyn estää näiden haittamikrobien kasvua. fi
dc.language.iso en fi
dc.publisher Helsingin yliopisto fi
dc.publisher Helsingfors universitet sv
dc.publisher University of Helsinki en
dc.relation.isformatof URN:ISBN:978-951-7014-0 fi
dc.relation.isformatof Edita Prima Oy: VTT Publications, 2007, VTT Publications. 1235-0621 fi
dc.relation.ispartof VTT Publications fi
dc.relation.ispartof URN:ISSN:1455-0849 fi
dc.rights Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty. fi
dc.rights This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited. en
dc.rights Publikationen är skyddad av upphovsrätten. Den får läsas och skrivas ut för personligt bruk. Användning i kommersiellt syfte är förbjuden. sv
dc.subject mikrobiologia fi
dc.title Weakening of the Gram-negative bacterial outer membrane - A tool for increasing microbiological safety en
dc.title.alternative Gram-negatiivisten bakteerien ulkokalvon heikentäminen - Keino parantaa mikrobiologista turvallisuutta fi
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Doktorsavhandling (sammanläggning) sv
dc.ths Helander, Ilkka fi
dc.ths Saarela, Maria fi
dc.opn Holst, Otto fi
dc.type.dcmitype Text fi
doria.doria.sales Kirja on ilmestynyt sarjassa VTT Publications (VTT Publications 638. ISSN 1455-0849) ja sen painetun version voi <a href="http://www.vtt.fi/publications/?lang=fi">tilata</a> VTT:ltä fi
doria.doria.sales The dissertation has been published in the series VTT Publications and can be <a href="http://www.vtt.fi/publications/?lang=en">ordered</a> in print from VTT en
doria.doria.sales Publikationen kan <a href="http://www.vtt.fi/publications/?lang=sv">beställas</a> från VTT sv

Files in this item

Files Description Size Format View/Open
weakenin.pdf 1.540Mb PDF View/Open
This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search Helda


Advanced Search

Browse

My Account