Biossíntese e atividade antibacteriana de nanopartículas de prata usando extrato de levedura como agentes redutores e capeadores

Resumo

A biossíntese para a preparação de nanopartículas de prata antimicrobianas (Ag NPs) é um método verde sem o uso de agentes redutores citotóxicos e surfactantes. Aqui, Ag NPs de forma controlada e bem dispersos foram biossintetizados usando extrato de levedura como agentes redutores e capeadores. Os Ag NPs sintetizados exibiram uma forma esférica uniforme e tamanho fino, com um tamanho médio de 13,8 nm. As biomoléculas de aminoácidos redutivos, ácido alfa-linolênico e carboidratos no extrato de levedura têm um papel significativo na formação de Ag NPs, o que foi comprovado pela análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. Além disso, os aminoácidos na superfície de Ag NPs carregam cargas negativas que maximizam as interações de repulsão eletrostática em solução alcalina, fornecendo estabilidade favorável por mais de um ano sem precipitação. Os Ag NPs em combinação com o tratamento com ampicilina reverteram a resistência em E. resistentes à ampicilina coli células. Esses Ag NPs monodispersos podem ser uma alternativa promissora para a desinfecção de cepas bacterianas multirresistentes, e apresentaram citotoxicidade desprezível e boa biocompatibilidade para células Cos-7.

Introdução

As infecções resistentes aos medicamentos são uma das principais causas de morte e resultam em um sério risco para a saúde pública. Além disso, o aumento da resistência aos medicamentos antimicrobianos está emergindo como um problema urgente na medicina [1]. Uma série de cepas de Staphylococcus aureus são resistentes à meticilina e são a principal causa de infecções adquiridas em hospitais. Além disso, outras bactérias resistentes a antibióticos incluem Neisseria gonorrhoeae resistente à penicilina e multirresistente Escherichia coli ( E. coli ) [2, 3]. Os principais mecanismos de resistência são o aumento do efluxo e a redução da absorção de antibióticos [4]. Outro mecanismo de resistência aos medicamentos é a expressão de enzimas que modificam a estrutura molecular dos antibióticos [5]. Embora muitos esforços tenham sido focados no desenvolvimento da próxima geração de agentes antimicrobianos, há uma necessidade crescente de métodos de desinfecção superiores.

Nanopartículas de prata (Ag NPs) têm sido utilizadas em muitas aplicações, como carreadores de proteínas, radiossensibilizadores, melhoria da eficiência de células a combustível solar e agentes antibacterianos [6,7,8]. Nanopartículas, incluindo nanopartículas contendo metais, Ag NPs são as mais amplamente utilizadas como agentes antimicrobianos [9]. Na realidade, as nanopartículas de prata têm mostrado atividade antimicrobiana significativa contra cepas bacterianas, mas citotoxicidade insignificante para células animais [10, 11]. Além disso, Ag NPs exibiram atividade antimicrobiana contra fungos, certos vírus e cepas bacterianas resistentes a antibióticos. No que diz respeito ao seu mecanismo de ação, a supressão da replicação do DNA, o bloqueio da diferença de potencial elétrico necessário nas membranas citoplasmáticas e a supressão da cadeia respiratória são os principais mecanismos de ação dos Ag NPs. Assim, o tamanho, a estrutura da superfície e as formas controladas de Ag NPs desempenham papéis cruciais em sua atividade antimicrobiana e outras aplicações. O método geral para a preparação de Ag NPs envolve a redução de íons de prata na presença de um surfactante apropriado para atingir o crescimento controlado de Ag NPs [12]. A maioria dos agentes redutores e surfactantes apresenta citotoxicidade para células de tecido humano e pode causar contaminação ambiental. Portanto, é essencial um maior esforço no desenvolvimento de métodos verdes para a preparação de Ag NPs de forma controlada.

Neste trabalho, apresentamos uma nova rota para a biossíntese de Ag NPs utilizando extrato de levedura. Durante o processo, o extrato de levedura fornece agentes redutores e limitadores, incluindo aminoácidos, vitaminas e carboidratos, enquanto os íons de prata atuam como aceptores de elétrons. Como resultado, a estabilidade favorável fornecida pelos agentes de cobertura orgânicos na superfície, os Ag NPs monodispersos, pode ser preservada por mais de um ano sem precipitação. Verificou-se que Ag NPs exibiu uma atividade antibacteriana superior em comparação com a ampicilina contra E. resistente à ampicilina coli células. Em comparação com métodos sintéticos convencionais, a abordagem de biossíntese aqui apresentada é biocompatível, econômica e ambientalmente benigna. Além disso, os Ag NPs bem dispersos e controlados por forma exibiram bons efeitos antibacterianos em relação a E. coli .

Métodos

Materiais

Nitrato de prata (AgNO ₃ ), sacarose (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ), cloreto de sódio (NaCl) e hidróxido de sódio (NaOH) foram adquiridos da Sinopharm Co., Ltd. Levedura de padeiro seco foi obtida da AB / MAURI Co., Ltd. E. coli foi adquirido na TransGen Biotech Co., Ltd. O kit CellTiter 96® Aqueous One Solution Cell Proliferation Assay (MTS) foi adquirido na Promega Biotech Co., Ltd. plasmídeo pcDNA3.4, tampão de amostra 1 × NuPAGE® LDS, Eagle modificado por Dulbecco meio (DMEM) e soro fetal bovino (FBS) foram adquiridos da Thermo Fisher Scientific Inc. Ampicilina e meio Luria-Bertani (LB) foram adquiridos da Sangon Biotech Co., Ltd. Todos os produtos químicos foram reagentes analíticos e usados sem purificação adicional. Água ultrapura desionizada (18,2 MΩ.cm) foi usada ao longo dos experimentos.

Síntese de NPs Ag

As células de levedura armazenadas foram inoculadas em meio Luria-Bertani (LB) e agitadas a aproximadamente 150 rpm durante a noite a 25 ° C para ativação. Em seguida, as células de levedura ativadas foram lavadas com solução salina a 0,9% e dispersas em solução de sacarose a 2% com agitação a aproximadamente 150 rpm por 6 h a 25 ° C. Finalmente, o extrato de levedura livre de células foi coletado para a biossíntese de Ag NPs por centrifugação a 2.000 rpm por 5 min. Durante o processo de biossíntese, o valor do pH do extrato de levedura foi ajustado para 10 com uma solução de NaOH e, em seguida, o AgNO ₃ solução foi gradualmente adicionada à solução anterior sob agitação magnética vigorosa. Por fim, os Ag NPs obtidos foram dialisados com membranas de diálise de 1 kDa por 5 dias e liofilizados para posterior caracterização.

Caracterizações

Imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) de Ag NPs foram observadas no microscópio JEM-2100 com uma tensão de aceleração de 200 kV (JEOL, Japão). Imagens de microscopia eletrônica de varredura (SEM) foram obtidas em um microscópio eletrônico de varredura Carl Zeiss ULTRA plus (Carl Zeiss, Alemanha) equipado com um espectrômetro dispersivo de energia (EDS) operado a 20 kV. Os espectros de absorção no ultravioleta-visível (UV-Vis) foram registrados em um espectrofotômetro Lambda 950 UV / Vis / NIR (Perkin-Elmer, EUA). Os padrões de difração de pó de raios-X (XRD) foram obtidos usando um instrumento D8 Advance (Bruker, Alemanha). A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) foi registrada de 4000-500 cm ^-1 com amostras preparadas como pelotas de KBr em um espectrômetro Vertex 70 FTIR (Bruker, Alemanha). O potencial zeta de Ag NPs foi medido com um Malvern Zeta Nano ZS-90 (Malvern, Reino Unido) a 25 ° C. Os elementos de superfície em Ag NPs foram identificados por espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) usando um instrumento Kratos AXIS Ultra DLD com uma fonte monocromática de Al Kα (1486,6 eV) (Shimadzu, Japão). Os componentes de aminoácidos foram analisados com um analisador de aminoácidos de alta velocidade L-8900 (Hitachi, Japão).

Ensaio de citotoxicidade celular

Para explorar a biocompatibilidade dos Ag NPs preparados, um ensaio MTS foi empregado para avaliar a citotoxicidade celular dos Ag NPs [13]. As células Cos-7 foram cultivadas em DMEM suplementado com meio completo de FBS a 10% em uma incubadora de atmosfera úmida contendo 5% de CO ₂ a 37 ° C. As células foram semeadas em placas de fundo plano de 96 poços a uma densidade de 10.000 células por poço e cultivadas durante 24 h. Em seguida, o meio de crescimento foi substituído por meio DMEM fresco contendo diferentes concentrações de Ag NPs. Após incubação por mais 24 h, as células relativamente viáveis foram determinadas por MTS. A absorbância foi medida a 490 nm usando um leitor de microplacas SpectraMax® M5 (Molecular Devices, EUA). Células não tratadas em meio DMEM foram utilizadas como controle.

Ensaio SDS-PAGE

O SDS-PAGE padrão foi realizado com um gel de separação a 10% (p / v) e um gel de empilhamento a 4%. As amostras foram fervidas por 5 min com 1 × NuPAGE® LDS Sample Buffer e centrifugadas a 12000 rpm por 5 min antes da aplicação aos géis. O marcador de proteína padrão foi usado como um controle de referência. Os géis foram corados com 0,5% de Coomassie Blue. Imagens de géis foram gravadas com GelDoc XR ⁺ sistemas de imagem em gel (Bio-Rad, EUA).

Estudos de atividade antimicrobiana

Para determinar a atividade antimicrobiana, os Ag NPs sintetizados foram testados quanto à atividade bactericida contra E. coli [14]. Uma única colônia de E. coli foi cultivado durante a noite a 37 ° C em meio LB em um agitador orbital a 150 rpm. As colônias foram ajustadas a uma DO de 0,01–0,02 a 600 nm com meio LB fresco. Em seguida, 100 μL de diluições em série de Ag NPs foram preenchidos em microplacas de 96 poços. As microplacas foram então inoculadas com 100 μL de E. diluído. coli solução e incubado durante 16 h a 37 ° C. A viabilidade de E. coli foi determinada pela medição da absorbância a 600 nm com leitor de microplacas SpectraMax® M5 (Molecular Devices, EUA). Uma análise de curso de tempo foi realizada para avaliar a sensibilidade antibacteriana contra E. coli hora extra. Finalmente, 100 μL de E. coli solução foi adicionada a tubos estéreis contendo 10 e 20 μg / mL de NPs de Ag, respectivamente. A absorbância a 600 nm foi medida com um leitor de microplacas SpectraMax® M5 (Molecular Devices, EUA) após 1, 2, 4 e 6 h.

O ensaio da unidade formadora de colônias foi introduzido para investigar os Ag NPs contra as células bacterianas resistentes a antibióticos. E. coli expressa de forma estável o plasmídeo pcDNA3.4 contendo o gene β-lactamase que confere resistência à ampicilina como modelo. Quando o E. resistente à ampicilina coli ( E. coli -Amp ⁺ ) as células atingiram o crescimento da fase logarítmica, o E. coli -Amp ⁺ as células foram cultivadas na placa de ágar LB no tratamento com ampicilina sozinha ou no tratamento combinacional com Ag NPs e incubadas a 37 ° C durante 18 h. O número de E. coli -Amp ⁺ as colônias formadas em placas LB foram calculadas. Todos os ensaios foram realizados pelo menos três vezes.

Resultados e discussão

Síntese de NPs Ag

Conforme ilustrado esquematicamente no Esquema 1, a preparação de Ag NPs começou com a automontagem de biomoléculas no extrato de levedura para formar micelas de levedura. Então, Ag ⁺ foi reduzido in situ pelos agentes redutores no extrato de levedura, incluindo aminoácidos, vitaminas e carboidratos. As nanopartículas de Ag formadas foram estabilizadas pelas biomoléculas. O revestimento da superfície em Ag NPs aumentou a afinidade com a membrana bacteriana, aumentando a permeabilidade da parede celular. A interação entre Ag NPs e peptidoglicano mudou a configuração do peptidoglicano, levando finalmente ao processo de apoptose para danificar a bactéria.

Ilustração esquemática proposta da biossíntese de Ag NPs

Caracterização estrutural de NPs Ag

Conforme mostrado na Fig. 1a, a imagem SEM típica mostrou que os Ag NPs sintetizados têm uma forma esférica e tamanho fino. O EDX confirmou a formação de Ag NPs (Fig. 1b). Um forte pico de absorção óptica foi observado em aproximadamente 3 keV, que é um pico de absorção óptica típico de nanocristalitos de prata para ressonância plasmônica de superfície. As menores quantidades de oxigênio e carbono podem ser atribuídas à fina camada de cobertura orgânica nos Ag NPs sintetizados. A reação de AgNO ₃ solução com NaOH leva à formação de uma pequena quantidade de Ag ₂ O. Portanto, uma pequena quantidade de O também pode ser atribuída à presença de Ag ₂ O. A morfologia e o tamanho dos Ag NPs foram ainda caracterizados por TEM de alta resolução (HRTEM). Os Ag NPs variaram em diâmetro de 10,3 a 18,9 nm (Fig. 1c), com um tamanho médio de 13,8 nm (Fig. 1d). O tamanho, a forma e a química da superfície dos Ag NPs mostraram um efeito importante na atividade antimicrobiana. O tamanho menor e a área de superfície mais alta permitiram que os NPs de Ag interajam melhor com a membrana bacteriana para aumentar a atividade antimicrobiana [15,16,17]. As franjas de rede transparentes na imagem HRTEM mostraram um espaçamento de franja de 0,15 nm (Fig. 2a), que corresponde aos (220) planos de prata. Como mostrado na Fig. 2b, a natureza cristalina dos Ag NPs foi demonstrada pelos padrões típicos de difração de área selecionada (SAED), onde os anéis circulares brilhantes correspondem a (311), (220), (200) e ( 111) aviões [18, 19].

a Imagem SEM de emissão de campo de Ag NPs, b Espectro EDX de Ag NPs, c Imagem TEM de Ag NPs e d distribuição de tamanho de Ag NPs

a Franjas reticuladas de Ag NPs na imagem HR-TEM, b anéis circulares de Ag NPs dos padrões típicos de difração de área selecionada (SAED)

O espectro de UV-Vis de Ag NPs exibiu um forte pico em 418 nm, que foi devido à ressonância plasmônica de superfície (Fig. 3a). Uma solução amarela de Ag NPs sintetizados é mostrada na Fig. 3b, que indica a formação de Ag NPs. A análise do padrão de XRD dos Ag NPs sintetizados mostrou quatro picos intensos em 77,36 °, 64,30 °, 43,52 ° e 38,16 °, correspondendo aos planos (311), (220), (200) e (111) para prata, respectivamente (Fig. 3c). Os dados foram confirmados por dados de prata padrão do cartão JCPDS nº 04-0783 [20]. O padrão de XRD demonstrou a natureza cristalina dos Ag NPs sintetizados, de acordo com um relatório anterior [21]. A análise de FTIR foi empregada para caracterizar e identificar as biomoléculas potenciais nas Ag NPs sintetizadas (Fig. 3d). A banda larga em 3405 cm ⁻¹ corresponde ao alongamento −OH [22]. O pico mais fraco em 2915 cm ⁻¹ é atribuído à vibração de alongamento −CH2. A banda em 1655 cm ⁻¹ no extrato de levedura é devido à vibração de alongamento C =O das frações carboxila, e esta banda muda para 1573 cm ⁻¹ em Ag NPs, devido à interação entre frações carboxila e Ag NPs [23]. O pico agudo em 1375 cm ⁻¹ é atribuído à vibração de alongamento C – N. As bandas em 1048 cm ⁻¹ e 1083 cm ⁻¹ são atribuídos às vibrações de alongamento de C – O – C e C – OH, respectivamente [24, 25]. Esses resultados demonstraram que biomoléculas do extrato de levedura foram responsáveis pela biossíntese de Ag NPs. O revestimento da superfície em Ag NPs afetou a afinidade para a membrana bacteriana [26, 27]. Os estados de Ag NPs foram posteriormente caracterizados por XPS. Como mostrado na Fig. 4a, a varredura completa do espectro XPS com picos claros foi atribuída a C 1 s , Ag 3 d , Ag 3 p , Ag 3 s , e O 1 s . O Ag 3 d (5/2) e Ag 3 d (3/2) picos foram observados em energias de ligação de aproximadamente 368,5 e 374,5 eV, respectivamente (Fig. 4b). Este valor de divisão de energia de 6,0 eV demonstrou a formação de Ag NPs [28, 29].

a Espectro UV-Vis de Ag NPs, b foto de Ag NPs sintetizados, c Padrão de XRD de Ag NPs e d Espectro FTIR de NPs de Ag e extrato de levedura

a A varredura completa do espectro XPS de Ag NPs e b o espectro Ag 3d XPS

A carga superficial de Ag NPs foi determinada pelo instrumento Malvern Zeta Nano ZS-90, que é um importante parâmetro de estabilidade e dispersão das soluções coloidais. O potencial zeta é o potencial eletrostático de superfície na fronteira entre a camada difusa e a camada compacta de nanopartículas, e que é um indicador para aplicações de polímeros biomédicos [30]. Conforme mostrado no arquivo adicional 1:Fig. S1, em um valor de pH inferior de 3, o potencial zeta de Ag NPs revelou uma carga ligeiramente negativa (- 3,2 mV). O potencial zeta de Ag NPs diminuiu monotonicamente de - 12,1 mV em pH 7,0 para - 24,4 mV em pH 11,0, o que confirmou os grupos carregados negativamente na superfície de Ag NPs. Gao et al. relataram que a dispersão e estabilidade de Ag NPs atribuem principalmente à carga superficial [31]. A presença de grupos carregados negativamente melhora a estabilidade e dispersão de Ag NPs em soluções aquosas [32].

Citotoxicidade de Ag NPs e análise de biomoléculas

A biocompatibilidade dos Ag NPs sintetizados é importante para sua futura aplicação biomédica. Para investigar a citotoxicidade dos Ag NPs, a viabilidade celular das células Cos-7 foi detectada pelo ensaio MTS. As células Cos-7 foram incubadas com Ag NPs em diferentes concentrações por 24 h. Conforme mostrado na Fig. 5a, nenhuma citotoxicidade significativa foi revelada quando as células foram tratadas com os Ag NPs em concentrações tão altas quanto 200 μg / mL. Pode-se concluir que os Ag NPs apresentaram citotoxicidade desprezível e boa biocompatibilidade para células Cos-7.

a Citotoxicidade de Ag NPs em células Cos-7 e, b Análise SDS-PAGE. Pista 1:controle do buffer de carregamento. Pistas 2-4:Ag NPs sintetizados. Pista 5:extrato de levedura centrifugado com 8.000 rpm

Para explorar os mecanismos sintéticos dos Ag NPs sintetizados, analisamos biomoléculas na superfície de Ag NPs e extrato de levedura. Como mostrado na Fig. 5b, a análise de SDS-PAGE não mostrou proteína detectável ou marginal na superfície dos Ag NPs sintetizados ou no extrato de levedura. Além disso, determinamos as biomoléculas no extrato de levedura com um analisador de aminoácidos de alta velocidade. Conforme resumido no Arquivo adicional 1:Tabela S1 de informações de apoio, existem aproximadamente 22 tipos de aminoácidos no extrato de levedura que são ricos em ácido glutâmico, ácido γ-aminobutírico, ornamento e ácido alfa-linolênico. O ponto isoelétrico desses aminoácidos é aproximadamente 6, exceto aqueles da lisina e arginina são aproximadamente 10 ~ 11. Além disso, uma variedade de componentes contendo −NH ₂ , como ureia, amônia, asparagina e glutamina. As biomoléculas de aminoácidos redutores, ácido alfa-linolênico e carboidratos no extrato de levedura têm um papel significativo na formação de Ag NPs. Foi relatado que a redutase dependente de NADH [33, 34] ou a enzima nitrato redutase está envolvida no processo de redução [35,36,37] na biossíntese de Ag NPs por meio do extrato do microrganismo.

As biomoléculas do extrato de levedura desempenham um papel decisivo na formação de Ag NPs, protegendo-os da agregação. Estabilizadores de biomoléculas ajudam a prevenir reações redundantes entre Ag NPs [38]. As moléculas anfotéricas de aminoácidos contêm grupos básicos e ácidos. A carga líquida desses compostos de aminoácidos pode ser negativa ou positiva, dependendo das mudanças de pH da solução de extrato de levedura, o que afeta ainda mais a capacidade de ligação durante a síntese de Ag NPs [39]. Na solução alcalina, os aminoácidos na superfície de Ag NPs carregam cargas negativas que maximizam as interações de repulsão eletrostática [40,41,42]. As biomoléculas do extrato de levedura atuam como um agente de cobertura e desempenham um papel fundamental no controle da distribuição de tamanho, forma e morfologia na formação de Ag NPs. O valor do pH é um fator importante com efeito na síntese controlada de Ag NPs no estudo. Quando o valor de pH está abaixo de 7, a nucleação ocorre em uma taxa baixa. Ag NPs podem ser formados em poucos minutos em valores de pH mais altos, e o tamanho de partícula diminui com o aumento dos valores de pH da solução. O equilíbrio ideal foi demonstrado entre os processos de crescimento e nucleação [43]. Os Ag NPs instáveis e aglomerados sempre se apresentam no processo de redução de soluções com valores extremos de pH (> 11) [44].

Atividade antibacteriana

E. coli foi extensivamente avaliada quanto à atividade antimicrobiana de Ag NPs. O crescimento de E. coli na presença ou ausência de Ag NPs prova a capacidade antimicrobiana. Como mostrado na Fig. 6a, os Ag NPs sintetizados exibiram atividade antibacteriana significativa de uma maneira dependente da concentração contra E. coli . O ensaio de inibição do crescimento demonstrou uma redução completa em E. coli em concentrações de Ag NP acima de 20,0 μg / mL em comparação com o controle negativo. A metade da concentração inibitória (EC ₅₀ ) de Ag NPs foi 13,4 μg / mL. A dose de 20,0 μg / mL Ag NPs exibiu um efeito antibacteriano significativo contra E. coli ao longo do tempo testado, enquanto os NPs de Ag de 10,0 μg / mL mostraram um efeito inibitório parcial (Fig. 6b).

a A inibição do crescimento de E. coli e b análise do curso do tempo do efeito antibacteriano

A fim de investigar se os NPs de Ag realmente afetam as células bacterianas resistentes a antibióticos, avaliamos a atividade antibacteriana de NPs de Ag contra E. coli por ensaio de unidade formadora de colônia. E. coli -Amp ⁺ expressa de forma estável um elevado número de cópias do plasmídeo pcDNA3.4 contendo o gene β-lactamase que confere resistência à ampicilina a E. coli [45] . O E. coli -Amp ⁺ as células foram cultivadas na placa de ágar LB no tratamento com ampicilina sozinha ou no tratamento combinacional com Ag NPs. A atividade inibitória dos Ag NPs preparados é apresentada na Fig. 7. Foi notado que os Ag NPs em tratamento de combinação com ampicilina exibiram atividade antibacteriana superior em comparação com a ampicilina sozinha. Em contraste, o tratamento com ampicilina sozinha não tem atividade inibidora sobre E. coli -Amp ⁺ . A terapia combinada de antibióticos e NPs de Ag fornece uma estratégia complementar para superar as células bacterianas resistentes aos antibióticos, o que melhora ainda mais as abordagens terapêuticas atuais. Os resultados gerais apresentados neste estudo contribuem para o desenvolvimento de inibidores antibacterianos alternativos para tratar infecções bacterianas causadas por cepas bacterianas multirresistentes.

O crescimento de E. coli -Amp ⁺ em tratamento com ampicilina sozinha (50 μg / mL) ou em combinação com Ag NPs (25 μg / mL). a Alta densidade e b baixa densidade de E. coli -Amp ⁺ células

Existe uma grande necessidade de novos medicamentos com diferentes mecanismos de combate à resistência bacteriana. Devido à sua potente atividade antimicrobiana, os Ag NPs têm sido usados em produtos médicos, produtos de higiene pessoal e têxteis. Existem vários mecanismos pelos quais o Ag NP combate a resistência microbiana [46]. Ag NPs acumularam-se na superfície da membrana bacteriana, aumentando a permeabilidade da parede celular. A interação entre Ag NPs e peptidoglicano mudou a configuração do peptidoglicano e, portanto, danificou a membrana bacteriana [47]. As características de forma, estrutura de superfície, morfologia, dispersão e biocompatibilidade de Ag NPs têm um papel significativo em sua atividade antimicrobiana.

Conclusões

Aqui, relatamos um novo método biossintético para a preparação de Ag NPs usando o extrato de levedura. As micelas de levedura se formaram quando o Ag ⁺ solução foi misturada com o extrato de levedura. Biomoléculas de biorredução desempenham um papel importante na redução de Ag ⁺ . Além disso, as biomoléculas fornecem estabilidade favorável, monodispersidade e distribuição de tamanho controlável para os Ag NPs sintetizados, exibindo boa estabilidade por mais de um ano sem precipitação. A análise de aminoácidos de alta velocidade revelou que o extrato de levedura é rico em biomoléculas, incluindo aminoácidos, ácido alfa-linolênico e ácido aminobutírico. Os Ag NPs exibiram atividade antibacteriana significativa de uma maneira dependente da concentração contra E. coli . O ensaio de inibição de crescimento demonstrou uma redução completa em E. coli em concentrações de Ag NPs acima de 20,0 μg / mL. Os Ag NPs em tratamento de combinação com ampicilina exibem atividade antibacteriana superior em comparação à ampicilina sozinha contra E. resistente à ampicilina coli ( E. coli -Amp ⁺ ) células. Os revestimentos de superfície em Ag NPs aumentaram a afinidade para a membrana bacteriana e aumentaram a permeabilidade da parede celular. A interação entre Ag NPs e peptidoglicano mudou a configuração do peptidoglicano e finalmente levou à apoptose da bactéria. Além disso, esses Ag NPs estabilizados pelas biomoléculas exibiram baixa citotoxicidade e boa biocompatibilidade em relação às células Cos-7.

Disponibilidade de dados e materiais

Os conjuntos de dados que suportam as conclusões deste estudo estão disponíveis com os autores correspondentes, mediante solicitação razoável.

Abreviações

Ag NPs:: Nanopartículas de prata
DMEM:: Meio Eagle modificado de Dulbecco
E. coli :: Escherichia coli
EDS:: Espectrômetro dispersivo de energia
FBS:: Soro fetal bovino
FTIR:: Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier
HRTEM:: TEM de alta resolução
LB:: Luria-Bertani
SAED:: Difração de área selecionada
SEM:: Microscopia eletrônica de varredura
TEM:: Microscopia eletrônica de transmissão
UV-Vis:: Visível por ultravioleta
XRD:: Difração de pó de raios-x

Uso combinado de nanoprismas anisotrópicos de prata com diferentes proporções de aspecto para acoplamento de plasma-exciton multimodo Avanços dos anestésicos locais nanoestruturados de liberação estendida

Nanomateriais

Materiais Poliméricos

biológico

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