Monitorowanie pozostałości farmaceutycznych leków niesterydowych z zastosowaniem Escherichia coli-gfp biosensorów

Escherichia coli strains containing a three different plasmid-borne transcriptional fusion between genotoxin-inducible recA, kat G and sodA promoters involved in the SOS regulon and bacteria stress response and mutated form of gfp reporter gene, have been used. GFP-based bacterial biosensors allowed for detection of a cytotoxic and genotoxic activity of ibuprofenum, ketoprofenum and paracetamolum – conventional non-steroidal anti-inflammatory drugs in PBS buffer and surface water. For experimental tests drugs were used at concentration of 10–6; 10–7; 10–8; 10–9 and 10–10 mg/dm3, with bacteria strains time incubation of 3 and 24 hours. Experimental data indicated, that three promoters fusions with gfp gene as reporter were differently sensitive to applied drugs. Bacteria strains, recA, kat G and sodA promoters were a good bioindicator for cytotoxic and genotoxic effect monitoring of tested drugs in PBS buffer and surface water. The results showed, that applied in this experiment E. coli gfp biosensors strains could be potentially useful for environmental monitoring of cytotoxic and genotoxic effect of pharmacist residues of drugs in surface water.W pracy wykorzystano szczepy Escherichia coli zawierające plazmidowe, trzy różne konstrukty genowe indukowalnych genotoksynami promotorów recA, kat G i sodA pochodzących z regulonu SOS oraz szlaków bakteryjnej odpowiedzi stresowej w fuzji z genem reporterowym gfp. GFP-bakteryjny biosensor pozwolił na detekcję cyto- i genotoksycznej aktywności ibuprofenu, ketoprofenu i paracetamolu – konwencjonalnych niesterydowych leków przeciwzapalnych w buforze PBS oraz wodzie powierzchniowej. Leki stosowano w stężeniach 10–6; 10–7; 10–8; 10–9 and 10–10 mg/dm3, z czasem inkubacji bakterii 3 i 24 godziny. Wyniki eksperymentu wykazały zróżnicowaną wrażliwość trzech różnych konstrukcji genowych na badane leki. Szczepy bakterii oraz RecA, kat G i sodA promotory okazały się dobrymi bioindykatorami monitorowanego cyto- i genotoksycznego efektu testowanych leków w buforze PBS i wodzie powierzchniowej. Uzyskane rezultaty wskazują na potencjalną użyteczność stosowanych w pracy bakteryjnych biosensorów w monitorowaniu pozostałości farmaceutycznych leków w środowisku

Escherichia coli - gfp biosensors used to monitor the biological activity of carmustine residues in surface water

Three genetic constructs with transcriptional fusion of recA, kat G and sodA genotoxin and genotoxin sensitive promoters with green fluorescent protein (gfp) reporter gene in Escherichia coli have been used for assessment of cytotoxic and genotoxic activity of carmustine in surface water. For experiments, the drug was used at concentrations of 0,01; 0,001; 0,0001; 0,00001 and 0,000001 mg/ml. Bacteria strains were incubated with carmustine for 3 and 24 hours. Experimental data showed different sensitivity of applied promoters for the same concentrations of carmustine. Obtained results indicated that, recA::gfpmut2, katG::gfpmut2 and sodA::gfpmut2 genetic systems were sensitive to carmustine, especially at the concentrations of 0,001; 0,0001 and 0,00001 mg/ml. The strongest reactivity was noticed for recA promoter (FI = 14,64). The results indicated that gfp E. coli strains with recA, katG and sodA could be potentially useful for monitoring of cyto- and genotoxic effect of pharmacist residues in surface water

The application of the human cell culture in the studies of pesticides impact on the human organism

W celu zapewnienia zasobów żywności dla rosnącej populacji ludzkiej, powszechnie stosowane są środki ochrony roślin (ś.o.r.) zabezpieczające rośliny przed chorobami wirusowymi, bakteryjnymi, grzybowymi i szkodnikami oraz preparaty stymulujące ich wzrost i rozwój, zwane pestycydami. Celem pracy jest przedstawienie przeglądu literatury na temat sposobu działania ich substancji czynnych (s.cz.) oraz wpływu jaki wywierają na organizm człowieka na poziomie komórkowym. Obecnie powszechnie wykorzystywanym modelem badawczym są hodowle in vitro ludzkich linii komórkowych. Odpowiednio dobrane do eksperymentu linie komórkowe pozwalają na badanie absorpcji różnych substancji chemicznych, w tym pestycydów, poprzez nabłonek układu pokarmowego, oddechowego i skórę. Umożliwiają one ocenę wpływu pestycydów na podstawowe parametry stresu oksydacyjnego oraz funkcjonowanie układu hormonalnego na poziomie molekularnym.In order to provide the food supply for an increasing human population products protecting plants against viral diseases, bacterial, fungal, pests and preparations stimulating their growth and development, known as pesticides, are commonly used. The aim of the paper is to show the way of their actions and the impact they have on the human body at the cellular level. Currently, in vitro cultures of human cell lines are a common model for research in this field. Properly chosen for the experiment cell lines allow for the study of the absorption of various chemicals, including pesticides through the epithelium of the digestive system, respiratory system and skin. They also enable the study of the effects of pesticides on the basic parameters of oxidative stress and the functioning of the endocrine system at the molecular level

The use of low frequency ultrasound to disintegrate filamentous bacteria

The increase in the number of filamentous bacteria in activated sludge causes complications in the functioning of the sewage treatment plant. The paper presents the results of investigation of activated sludge coming from two sewage treatment plants - municipal and industrial. In both treatment plants the increase in the number of filamentous bacteria in winter has been noticed. In order to reduce the number of filamentous bacteria in activated sludge, the sludge samples were subjected to ultrasonic disintegration at a frequency of 40 kHz at 1, 2, 3, 5, 10 and 20 minutes. The use of low frequency ultrasounds has contributed to the defragmentation and destruction of most filamentous bacteria in activated sludge after 10 minutes of their operation. Necessary time to almost complete defragmentation of filamentous bacteria is more than 20 minutes.Przyrost liczebności bakterii nitkowatych w osadzie czynnym powoduje komplikacje w funkcjonowaniu oczyszczalni ścieków. W pracy przedstawiono wyniki badań osadu czynnego pochodzącego z dwóch oczyszczalni ścieków - komunalnej i przemysłowej. W obu oczyszczalniach stwierdzono wzrost liczebności bakterii nitkowatych w okresie zimowym. W celu ograniczenia liczebności bakterii nitkowatych w osadzie czynnym próbki osadu poddano dezintegracji ultradźwiękami o częstotliwości 40 kHz w czasie 1, 2, 3, 5, 10 i 20 minut. Zastosowanie ultradźwięków o niskiej częstotliwości przyczyniło się do defragmentacji i zniszczenia większości obecnych w osadach bakterii nitkowatych po czasie 10 min. Do całkowitej defragmentacji bakterii nitkowatych niezbędny jest czas powyżej 20 min

Pseudomonas fluoresces occurrence in soil after fertilization with sewage sludge

The aim of the study was to analyze the occurrence of Pseudomonas fluorescens in urban soil in the second year after fertilization with unprocessed sewage sludge from the wastewater treatment plant in Sokółka and processed sludge from wastewater treatment plant in Bialystok. The study was conducted on experimental plots located in the green belts along the main roads in Bialystok (Piastowska and Hetmańska streets). For the studied soil, two different types of sewage sludge were used: after-press dewatered sludge from the treatment plant in Sokółka and dry sludge in the form of pellets from the treatment plant in Bialystok. The experiment plots were fertilized with three doses of sewage sludge: 0-control, 14.5 and 29 Mg D.M./ha. In the second year after application of sewage sludge, microbiological tests of the rhizosphere area showed seasonal fluctuations in the number of Pseudomonas fluorescens bacteria. The highest number of Pseudomonas fluorescens bacteria was observed in April and in October, while the lowest number of bacteria occurred in July, which could have been conditioned by atmospheric factors. The analysis of the correlation indicates that in the urban soil mixed with sewage sludge the number of Pseudomonas fluorescens was significantly positively correlated with C:N ratio, organic carbon and content of phosphorus

The Effect of Organic Substrates Application on the Amylolytic Activity of Urban Soils

The aim of this work was to investigate the influence of fresh and thermally treated sewage sludge on the amylolytical activity of the urban soils. Two experimental areas on the lawns along the main roads of Bialystok were prepared in 2011 and 2015. The factors taken into account in the experiment involved: the type of sewage sludge (mechanically dewatered – SS and thermally dried “Granbial” – G), three doses of sewage sludge (0 – control; 14.5 and 29 t DM/ha) and two grass mixtures (Eko and Roadside). The number of amylolytic bacteria in grass mixtures and rhizosphere and amylase activity in soil were monitored twice during 2011 and 2012 vegetation season (in July and October). The main properties of soil (soil pH, granulometric composition, total organic carbon – TOC, available phosphorus and total nitrogen content) after the application of organic substrates were also analysed. Addition of the dewatered sewage sludge to soil resulted in an increase in the number of amylolytic bacteria (from 7.4 to 18.8 ∙106 cfu/g DM) in July, while in the soil treatment with thermally dried sludge, the increased number of the bacteria (from 11.03 to 44.68 ∙106 cfu/g DM) was observed in October. The amylases activity in the soil treated with SS exhibited the highest average value in July (2.11 mg Glc/g DM ∙24 h), while in the soil treated with “Granbial”, it was stable in studied period (from 1.65 to 2.18 mg Glc/g DM ∙24 h)

The impact of sewage sludge on a biological activity of urban soil

Celem pracy było określenie wpływu granulatu na bazie osadu ściekowego na aktywność biologiczną gleb miejskich. Czynnikami eksperymentu były: dawka osadu ściekowego „Granbial” i termin poboru próbek. W próbkach gleb oznaczono takie parametry jak: ogólna liczba bakterii (bez promieniowców), promieniowców i grzybów, aktywność dehydrogenaz, zawartość substancji organicznej oraz pH gleby w 1M KCl. Aktywność mikrobiologiczną określono poprzez wyznaczenie stosunku liczby bakterii (obejmującej również promieniowce) do liczby grzybów. Oznaczenie aktywności dehydrogenaz posłużyła do oceny enzymatycznej gleb. Wyznaczony iloraz liczebności bakterii do grzybów wskazuje na mały udział grzybów w badanych glebach. Aktywność biologiczna gleb miejskich jest składową warunków meteorologicznych, glebowych oraz działalności człowieka.The aim of this study was to determine the effect of using of granular sewage sludge to fertilize lawn soil in Białystok. The factors of the experiment were: a dose of the sewage sludge and the sampling time. In the soil samples total number of bacteria (without Actinomycetes), Actinomycetes and fungi, dehydrogenase activity, organic matter content and the soil pH in 1 M KCl were determined. The microbial activity was expressed by the ratio of the bacteria (with the Actinomycetes) number to the fungi. The dehydrogenase activity was used for assess of the soil enzymatic activity. The lowest ratio the number of the bacteria to fungi was from 3076 to 6809. The higher ratio of number bacteria to fungi shows smaller number of fungi, whose presence in the soil in large quantities is undesirable. The dehydrogenase activity ranged from 0.060 to 0.445 µmol TPF/ g d.m. x 20 h. The organic matter content in the soil depended on the dose of sewage sludge and ranged from 3.83 to 11.26% d.m. The soil biological activity in urban soil depended on granules dose, soil pH, weather conditions, sampling time and human activity

The influence of fertilization with sewage sludge and biosolids on heavy metal content in white mustard seeds

Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu nawożenia osadem ściekowym oraz bioodpadami na zawartość metali ciężkich w nasionach gorczycy białej (Sinapis alba). Badania prowadzone były w 2012 r na poletkach doświadczalnych PWSZ w Suwałkach. Każdą z powierzchni badawczych podzielono na 3 bloki o powierzchni 18 m2 każdy, stanowiące kolejne powtórzenia. Do nawożenia obiektów badawczych zastosowano trzy różne warianty nawozowe: K1 – osad ściekowy, K2 – osad ściekowy poddany procesowi kompostowania wraz z trzymiesięcznym kompostem odpadów organicznych i K3 – osad ściekowy poddany procesowi kompostowania wraz z trzymiesięcznym kompostem odpadów organicznych z preparatem biologicznym Trigger-4. Określono podstawowe właściwości fizykochemiczne, mikrobiologiczne i parazytologiczne osadów ściekowych, zgodnie z wymogami Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 13 lipca 2010 r. Dz.U. 2010 nr 137 poz. 924 w sprawie komunalnych osadów ściekowych. W ziarnach gorczycy rosnącej na poszczególnych wariantach nawozowych oznaczono zawartość metali ciężkich takich jak Cd, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że zawartości kadmu w nasionach gorczycy wahała się od 0,20 mg/kg s.m. w wariancie K3 do 0,93 mg/kg s.m. w wariancie K1. Z kolei zawartość ołowiu mieściła się w granicach od 0,30 do 4,25 mg/kg s.m., co oznacza że żadna z analizowanych próbek nie spełnia normy zawartości ołowiu i kadmu zawartej w rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 13 stycznia 2003 r. Przeprowadzona analiza statystyczna wykazała, że zawartość ogólna Cd w ziarnie gorczycy była istotnie ujemnie skorelowana z zawartością Ni i Zn (odpowiednio, r = -0,89 i r = -0,54) przy p ≤ 0,05. Zaobserwowano również istotną dodatnią korelację pomiędzy odczynem gleby a zawartością metali w nasionach gorczycy. Wartość pH była istotnie skorelowana z Ni (r = 0,60) i Zn (r = 0,55) przy p ≤ 0,05.The aim of the study was to evaluate the influence of fertilization with sewage sludge and biosolids on heavy metal content in white mustard (Sinapis alba) seeds. The study was conducted in 2012 on experimental plots in the State Higher Vocational School in Suwałki. Each research area was divided into 3 blocks 18 m 2 each, constituting repetitions. The test areas were fertilized with three different fertilization variants with sewage sludge biosolids: K1 – sewage sludge, K2 – sludge subjected to a process of composting with a three-month compost organic waste and K3 – sludge subjected to the composting process with a three-month compost organic waste from the biological preparation Trigger – 4. The samples of sewage sludge were collected for the analysis and one determined its basic physical, chemical, microbiological and parasitological properties, in accordance with the requirements of the Decree of the Minister of the Environment of July 13th 2010 on municipal sewage sludge (Journal of Laws of 2010 No 137 item. 924). Based on these results, it was found that the cadmium concentrations in the seeds mustard ranged from 0.2 mg/kg s.m. on plots with the variant K3 to 0.93 mg/kg s.m. in the variant K1. On the other hand, lead content ranged from 0.3 to 4.25 mg/kg s.m. which shows that none of the analyzed samples met the standards for lead and cadmium contained in the Decree of the Minister of Health of January 13th 2003. The statistical analysis indicated that the concentrations of Cd in mustard seed was significantly correlated with the concentrations of Ni and Zn (respectively, r = -0.89 and r = -0.54). There were significant positive correlations between soil pH and metal concentrations in the seeds of mustard. The pH was significantly correlated with Ni (r = 0.60) and Zn (r = 0.55) at a p ≤ 0.05

Design and structural evolution of matrix metalloproteinase inhibitors

Matrix metalloproteinases (MMPs) are involved in a multitude of severe diseases. Despite MMPs being considered druggable targets, past drug-discovery programs have not delivered the anticipated clinical benefits. This review examines the latest structural evolution of small-molecule inhibitors of MMPs, with a focus on the development of novel chemical entities with improved affinity and selectivity profiles. X-ray crystallographic data of the protein targets and cocrystal structures with inhibitors proved to be key for the success achieved during this ambitious endeavor. An evolutionary view on the structural diversity generated for this class of molecules is provided. This encouraging development paves the way for the clinical utilization of this class of highly relevant therapeutic targets. The structure-based design of superior MMP inhibitors highlights the power of this technique and displays strategies for the development of treatment options based on the modulation of challenging drug targets