Biosintesis dan Aktivitas Antibakteri Nanopartikel Perak Menggunakan Ekstrak Ragi sebagai Agen Pereduksi dan Pembatas
Abstrak
Biosintesis untuk pembuatan nanopartikel perak antimikroba (Ag NPs) adalah metode hijau tanpa menggunakan zat pereduksi sitotoksik dan surfaktan. Di sini, NP Ag yang terkontrol bentuk dan tersebar dengan baik dibiosintesis menggunakan ekstrak ragi sebagai zat pereduksi dan pembatasan. NP Ag yang disintesis menunjukkan bentuk bulat yang seragam dan ukuran yang halus, dengan ukuran rata-rata 13,8 nm. Biomolekul asam amino reduktif, asam alfa-linolenat, dan karbohidrat dalam ekstrak khamir berperan penting dalam pembentukan NP Ag, yang dibuktikan dengan analisis spektroskopi inframerah transformasi Fourier. Selain itu, asam amino pada permukaan NP Ag membawa muatan negatif bersih yang memaksimalkan interaksi tolakan elektrostatik dalam larutan basa, memberikan stabilitas yang menguntungkan selama lebih dari satu tahun tanpa pengendapan. NP Ag dalam pengobatan kombinasi dengan ampisilin membalikkan resistensi pada E yang resistan terhadap ampisilin. koli sel. NP Ag monodispersi ini bisa menjadi alternatif yang menjanjikan untuk desinfeksi strain bakteri yang resistan terhadap banyak obat, dan mereka menunjukkan sitotoksisitas yang dapat diabaikan dan biokompatibilitas yang baik terhadap sel Cos-7.
Pengantar
Infeksi yang resistan terhadap obat merupakan penyebab utama kematian dan telah mengakibatkan risiko serius bagi kesehatan masyarakat. Selain itu, peningkatan resistensi terhadap obat antimikroba muncul sebagai masalah mendesak dalam kedokteran [1]. Sejumlah galur Staphylococcus aureus resisten terhadap methicillin dan merupakan penyebab utama infeksi didapat di rumah sakit. Selanjutnya, bakteri resisten antibiotik lainnya termasuk resisten penisilin Neisseria gonorrhoeae dan Escherichia coli yang resistan terhadap banyak obat (E.coli ) [2, 3]. Mekanisme utama resistensi adalah peningkatan penghabisan dan pengurangan penyerapan antibiotik [4]. Mekanisme lain dari resistensi obat adalah ekspresi enzim yang memodifikasi struktur molekul antibiotik [5]. Meskipun banyak upaya telah difokuskan pada pengembangan agen antimikroba generasi berikutnya, ada kebutuhan yang meningkat akan metode disinfeksi yang unggul.
Nanopartikel perak (Ag NPs) telah digunakan dalam banyak aplikasi, seperti pembawa protein, radiosensitizer, peningkatan efisiensi sel bahan bakar surya, dan agen antibakteri [6,7,8]. Nanopartikel, termasuk nanopartikel yang mengandung logam, Ag NPs paling banyak digunakan sebagai agen antimikroba [9]. Kenyataannya, nanopartikel perak telah menunjukkan aktivitas antimikroba yang signifikan terhadap strain bakteri tetapi sitotoksisitasnya dapat diabaikan pada sel hewan [10, 11]. Selain itu, NP Ag telah menunjukkan aktivitas antimikroba terhadap jamur, virus tertentu, dan strain bakteri resisten antibiotik. Berkenaan dengan mekanisme aksinya, penekanan replikasi DNA, penyumbatan perbedaan potensial listrik yang dibutuhkan dalam membran sitoplasma, dan penekanan rantai pernapasan adalah mekanisme utama aksi NP Ag. Dengan demikian, ukuran, struktur permukaan, dan bentuk terkontrol dari NP Ag memainkan peran penting dalam aktivitas antimikroba dan aplikasi lainnya. Metode umum untuk preparasi NP Ag melibatkan reduksi ion perak dengan adanya surfaktan yang sesuai untuk mencapai pertumbuhan terkontrol NP Ag [12]. Mayoritas agen pereduksi dan surfaktan menunjukkan sitotoksisitas pada sel jaringan manusia dan berpotensi menyebabkan pencemaran lingkungan. Oleh karena itu, lebih banyak upaya dalam mengembangkan metode hijau untuk persiapan NP Ag yang dikendalikan bentuk sangat penting.
Dalam karya ini, kami menyajikan rute baru untuk biosintesis NP Ag dengan memanfaatkan ekstrak ragi. Selama proses, ekstrak ragi memasok agen pereduksi dan capping, termasuk asam amino, vitamin, dan karbohidrat, sedangkan ion perak berfungsi sebagai akseptor elektron. Akibatnya, stabilitas yang menguntungkan yang disediakan oleh agen capping organik di permukaan, NP Ag monodispersi, dapat dipertahankan selama lebih dari satu tahun tanpa presipitasi. Ditemukan bahwa Ag NP menunjukkan aktivitas antibakteri yang unggul dibandingkan dengan ampisilin terhadap E yang resistan terhadap ampisilin. koli sel. Dibandingkan dengan metode sintetis konvensional, pendekatan biosintesis yang disajikan di sini adalah biokompatibel, hemat biaya, dan ramah lingkungan. Lebih lanjut, NP Ag yang terkontrol bentuk dan tersebar dengan baik menunjukkan efek antibakteri yang baik terhadap E. koli .
Metode
Materi
Perak nitrat (AgNO3 ), sukrosa (C12 H22 O11 ), natrium klorida (NaCl), dan natrium hidroksida (NaOH) dibeli dari Sinopharm Co., Ltd. Ragi roti kering diperoleh dari AB/MAURI Co., Ltd. E. koli dibeli dari TransGen Biotech Co., Ltd. CellTiter 96® Aqueous One Solution Cell Proliferation Assay kit (MTS) dibeli dari Promega Biotech Co., Ltd. plasmid pcDNA3.4, buffer sampel 1 × NuPAGE® LDS, Eagle modifikasi Dulbecco medium (DMEM) dan serum janin sapi (FBS) dibeli dari Thermo Fisher Scientific Inc. Medium Ampicillin dan Luria-Bertani (LB) dibeli dari Sangon Biotech Co., Ltd. Semua bahan kimia adalah reagen analitis dan digunakan tanpa pemurnian lebih lanjut. Air ultra murni terdeionisasi (18,2 MΩ.cm) digunakan selama eksperimen.
Sintesis NP Ag
Sel-sel ragi yang ditebar diinokulasi ke dalam media Luria-Bertani (LB) dan dikocok sekitar 150 rpm semalaman pada suhu 25 ° C untuk aktivasi. Kemudian, sel ragi yang diaktifkan dicuci dengan larutan garam 0,9% dan didispersikan dalam larutan sukrosa 2% dengan pengocokan sekitar 150 rpm selama 6 h pada suhu 25 °C. Akhirnya, ekstrak ragi bebas sel dikumpulkan untuk biosintesis NP Ag dengan sentrifugasi pada 2000 rpm selama 5 min. Selama proses biosintesis, nilai pH ekstrak ragi diatur menjadi 10 dengan larutan NaOH, kemudian AgNO3 larutan secara bertahap ditambahkan ke larutan di atas di bawah pengadukan magnet yang kuat. Akhirnya, NP Ag yang diperoleh didialisis dengan membran dialisis 1 kDa selama 5 hari dan dikeringkan-beku untuk karakterisasi lebih lanjut.
Karakterisasi
Gambar mikroskop elektron transmisi (TEM) dari NP Ag diamati pada mikroskop JEM-2100 dengan tegangan akselerasi 200 kV (JEOL, Jepang). Gambar mikroskop elektron pemindaian (SEM) diperoleh pada Carl Zeiss ULTRA plus mikroskop elektron pemindaian (Carl Zeiss, Jerman) yang dilengkapi dengan spektrometer dispersi energi (EDS) yang dioperasikan pada 20 kV. Spektrum serapan sinar ultraviolet (UV-Vis) direkam pada spektrofotometer Lambda 950 UV/Vis/NIR (Perkin-Elmer, USA). Pola difraksi serbuk sinar-X (XRD) diperoleh dengan menggunakan instrumen D8 Advance (Bruker, Jerman). Spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR) direkam dari 4000-500 cm
−1
dengan sampel disiapkan sebagai pelet KBr pada spektrometer FTIR Vertex 70 (Bruker, Jerman). Potensi zeta Ag NP diukur dengan Malvern Zeta Nano ZS-90 (Malvern, Inggris Raya) pada 25 °C. Elemen permukaan pada NP Ag diidentifikasi dengan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) menggunakan instrumen Kratos AXIS Ultra DLD dengan sumber Al Kα monokromatik (1486,6 eV) (Shimadzu, Jepang). Komponen asam amino dianalisis dengan penganalisis asam amino berkecepatan tinggi L-8900 (Hitachi, Jepang).
Uji Sitotoksisitas Sel
Untuk mengeksplorasi biokompatibilitas NP Ag yang disiapkan, uji MTS digunakan untuk mengevaluasi sitotoksisitas sel NP Ag [13]. Sel Cos-7 dikultur dalam DMEM yang dilengkapi dengan 10% medium FBS lengkap dalam inkubator atmosfer yang dilembabkan yang mengandung 5% CO2 pada 37 °C. Sel-sel dilapisi ke dalam pelat dasar datar 96 sumur dengan kepadatan 10.000 sel per sumur dan dikultur selama 24 jam. Kemudian, media pertumbuhan diganti dengan media DMEM segar yang mengandung konsentrasi NP Ag yang berbeda. Setelah inkubasi selama 24 jam, sel yang relatif layak ditentukan oleh MTS. Absorbansi diukur pada 490 nm menggunakan pembaca microplate SpectraMax® M5 (Molecular Devices, USA). Sel yang tidak diobati dalam media DMEM digunakan sebagai kontrol.
Pengujian SDS-PAGE
SDS-PAGE standar dilakukan dengan gel pemisah 10% (b/v) dan gel susun 4%. Sampel direbus selama 5 menit dengan Buffer Sampel 1 × NuPAGE® LDS dan disentrifugasi pada 12000 rpm selama 5 menit sebelum aplikasi ke gel. Penanda protein standar digunakan sebagai kontrol referensi. Gel diwarnai dengan 0,5% Coomassie Blue. Gambar gel direkam dengan GelDoc XR
+
sistem pencitraan gel (Bio-Rad, AS).
Studi Aktivitas Antimikroba
Untuk menentukan aktivitas antimikroba, NP Ag yang disintesis diuji aktivitas bakterisidanya terhadap E. koli [14]. Satu koloni E. koli ditanam semalaman pada suhu 37 ° C dalam media LB pada pengocok orbital pada 150 rpm. Koloni disesuaikan dengan OD 0,01-0,02 pada 600 nm dengan media LB segar. Kemudian, 100 μL pengenceran serial Ag NPs diisi ke microplates 96-sumur. Pelat mikro kemudian diinokulasi dengan 100 μL E encer. koli larutan dan diinkubasi selama 16 h pada suhu 37 °C. Kelangsungan hidup E. koli ditentukan oleh pengukuran absorbansi pada 600 nm dengan pembaca microplate SpectraMax® M5 (Molecular Devices, USA). Analisis waktu dilakukan untuk mengevaluasi sensitivitas antibakteri terhadap E. koli lembur. Akhirnya, 100 μL E. koli larutan ditambahkan ke tabung steril yang masing-masing berisi 10 dan 20 μg/mL Ag NP. Absorbansi pada 600 nm diukur dengan pembaca microplate SpectraMax® M5 (Molecular Devices, USA) setelah 1, 2, 4, dan 6 h.
Uji unit pembentuk koloni diperkenalkan untuk menyelidiki NP Ag terhadap sel bakteri resisten antibiotik. E. koli secara stabil mengekspresikan plasmid pcDNA3.4 yang mengandung gen -laktamase yang memberikan resistensi terhadap ampisilin sebagai model. Ketika resisten ampisilin E. koli (E.coli -Amp
+
) sel mencapai pertumbuhan fase log, E. koli -Amp
+
sel ditumbuhkan di piring agar LB dalam pengobatan dengan ampisilin saja atau dalam pengobatan kombinasi dengan NP Ag dan diinkubasi pada 37 ° C selama 18 h. Jumlah E. koli -Amp
+
koloni yang terbentuk pada pelat LB dihitung. Semua pengujian dilakukan setidaknya tiga kali.
Hasil dan Diskusi
Sintesis NP Ag
Seperti yang diilustrasikan secara skema dalam Skema 1, persiapan NP Ag dimulai dengan perakitan sendiri biomolekul dalam ekstrak ragi untuk membentuk misel ragi. Lalu, Ag
+
dikurangi in situ oleh agen pereduksi dalam ekstrak ragi, termasuk asam amino, vitamin, dan karbohidrat. Nanopartikel Ag yang terbentuk distabilkan oleh biomolekul. Lapisan permukaan pada Ag NP meningkatkan afinitas terhadap membran bakteri, meningkatkan permeabilitas dinding sel. Interaksi antara NP Ag dan peptidoglikan mengubah konfigurasi peptidoglikan, yang akhirnya mengarah pada proses apoptosis yang merusak bakteri.
Ilustrasi skema yang diusulkan dari biosintesis NP Ag
Karakterisasi Struktural NP Ag
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1a, gambar SEM yang khas menunjukkan bahwa NP Ag yang disintesis memiliki bentuk bulat dan ukuran halus. EDX mengkonfirmasi pembentukan NP Ag (Gbr. 1b). Puncak penyerapan optik yang kuat diamati pada sekitar 3 keV, yang merupakan puncak penyerapan optik khas nanokristal perak untuk resonansi plasmon permukaan. Sejumlah kecil oksigen dan karbon dapat dikaitkan dengan lapisan tipis penutup organik pada NP Ag yang disintesis. Reaksi AgNO3 larutan dengan NaOH menyebabkan pembentukan sejumlah kecil Ag2 O. Oleh karena itu, sejumlah kecil O juga dapat dikaitkan dengan keberadaan Ag2 O. Morfologi dan ukuran NP Ag selanjutnya dicirikan oleh TEM resolusi tinggi (HRTEM). NP Ag memiliki diameter berkisar dari 10,3 hingga 18,9 nm (Gbr. 1c), dengan ukuran rata-rata 13,8 nm (Gbr. 1d). Ukuran, bentuk, dan kimia permukaan NP Ag menunjukkan efek penting pada aktivitas antimikroba. Ukuran yang lebih kecil dan luas permukaan yang lebih tinggi memungkinkan NP Ag untuk berinteraksi lebih baik dengan membran bakteri untuk lebih meningkatkan aktivitas antimikroba [15,16,17]. Pinggiran kisi yang jelas pada gambar HRTEM menunjukkan jarak pinggiran 0,15 nm (Gbr. 2a), yang sesuai dengan bidang perak (220). Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2b, sifat kristal dari NP Ag ditunjukkan oleh pola difraksi area terpilih (SAED) yang khas, di mana cincin melingkar yang terang sesuai dengan (311), (220), (200), dan ( 111) pesawat [18, 19].
a Citra SEM emisi lapangan dari NP Ag, b Spektrum EDX dari NP Ag, c Gambar TEM NP Ag, dan d distribusi ukuran NP Ag
a Pinggiran kisi Ag NP pada citra HR-TEM, b cincin melingkar NP Ag dari pola difraksi area terpilih (SAED) yang khas
Spektrum UV-Vis dari NP Ag menunjukkan puncak yang kuat pada 418 nm, yang disebabkan oleh resonansi plasmon permukaan (Gbr. 3a). Larutan kuning dari NP Ag yang disintesis ditunjukkan pada Gambar. 3b, yang menunjukkan pembentukan NP Ag. Analisis pola XRD dari NP Ag yang disintesis menunjukkan empat puncak intens pada 77,36°, 64,30°, 43,52°, dan 38,16°, sesuai dengan bidang (311), (220), (200), dan (111) untuk perak, masing-masing (Gbr. 3c). Data dikonfirmasi oleh data perak standar dari kartu JCPDS No. 04-0783 [20]. Pola XRD menunjukkan sifat kristal dari NP Ag yang disintesis, sesuai dengan laporan sebelumnya [21]. Analisis FTIR digunakan untuk mengkarakterisasi dan mengidentifikasi biomolekul potensial pada NP Ag yang disintesis (Gbr. 3d). Pita lebar pada 3405 cm
−1
sesuai dengan OH peregangan [22]. Puncak yang lebih lemah di 2915 cm
−1
ditugaskan untuk CH2 getaran peregangan. Pita pada 1655 cm
−1
dalam ekstrak ragi disebabkan oleh getaran peregangan C=O dari gugus karboksil, dan pita ini bergeser ke 1573 cm
−1
di NP Ag, karena interaksi antara gugus karboksil dan NP Ag [23]. Puncak yang tajam pada 1375 cm
−1
disebabkan oleh vibrasi ulur C-N. Pita pada 1048 cm
−1
dan 1083 cm
−1
ditugaskan untuk getaran peregangan C-O-C dan C-OH, masing-masing [24, 25]. Hasil ini menunjukkan bahwa biomolekul ekstrak ragi bertanggung jawab atas biosintesis NP Ag. Lapisan permukaan pada NP Ag mempengaruhi afinitas terhadap membran bakteri [26, 27]. Keadaan NP Ag selanjutnya dicirikan oleh XPS. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4a, pemindaian penuh spektrum XPS dengan puncak yang jelas dikaitkan dengan C1s , Ag 3d , Ag 3p , Ag 3s , dan O 1s . Ag 3d (5/2) dan Ag 3d (3/2) puncak diamati pada energi ikat masing-masing sekitar 368,5 dan 374,5 eV (Gbr. 4b). Nilai pemecahan energi sebesar 6,0 eV ini menunjukkan pembentukan NP Ag [28, 29].
a Spektrum UV-Vis dari Ag NP, b foto NP Ag yang disintesis, c Pola XRD dari NP Ag, dan d Spektrum FTIR NP Ag dan ekstrak ragi
a Pemindaian penuh spektrum XPS dari Ag NP dan b spektrum Ag 3d XPS
Muatan permukaan NP Ag ditentukan oleh instrumen Malvern Zeta Nano ZS-90, yang merupakan parameter penting stabilitas dan dispersi larutan koloid. Potensi zeta adalah potensial elektrostatik permukaan pada batas antara lapisan difus dan lapisan kompak nanopartikel, dan yang merupakan indikator untuk aplikasi polimer biomedis [30]. Seperti yang ditunjukkan pada File tambahan 1:Gambar. S1, pada nilai pH 3 yang lebih rendah, potensi zeta dari NP Ag mengungkapkan muatan yang sedikit negatif (− 3.2 mV). Potensi zeta NP Ag menurun secara monoton dari 12.1 mV pada pH 7.0 menjadi 24.4 mV pada pH 11.0, yang mengkonfirmasi gugus bermuatan negatif pada permukaan NP Ag. Gao dkk. melaporkan bahwa dispersi dan stabilitas NP Ag terutama dikaitkan dengan muatan permukaan [31]. Kehadiran gugus bermuatan negatif meningkatkan stabilitas dan dispersi Ag NP dalam larutan berair [32].
Sitotoksisitas NP Ag dan Analisis Biomolekul
Biokompatibilitas NP Ag yang disintesis penting untuk aplikasi biomedisnya lebih lanjut. Untuk menyelidiki sitotoksisitas NP Ag, viabilitas sel sel Cos-7 dideteksi oleh uji MTS. Sel Cos-7 diinkubasi dengan Ag NP pada konsentrasi yang berbeda selama 24 jam. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5a, tidak ada sitotoksisitas signifikan yang terungkap ketika sel diperlakukan dengan NP Ag pada konsentrasi setinggi 200 μg/mL. Dapat disimpulkan bahwa NP Ag menunjukkan sitotoksisitas yang dapat diabaikan dan biokompatibilitas yang baik terhadap sel Cos-7.
a Sitotoksisitas NP Ag dalam sel Cos-7 dan, b Analisis SDS-PAGE. Jalur 1:memuat kontrol buffer. Jalur 2–4:NP Ag yang disintesis. Jalur 5:ekstrak ragi disentrifugasi dengan 8000 rpm
Untuk mengeksplorasi mekanisme sintetik NP Ag yang disintesis, kami menganalisis biomolekul pada permukaan NP Ag dan ekstrak ragi. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5b, analisis SDS-PAGE menunjukkan tidak ada protein yang terdeteksi atau marginal pada permukaan NP Ag yang disintesis atau dalam ekstrak ragi. Kami selanjutnya menentukan biomolekul dalam ekstrak ragi dengan penganalisis asam amino berkecepatan tinggi. Seperti dirangkum dalam file tambahan 1:Tabel S1 informasi pendukung, ada sekitar 22 jenis asam amino dalam ekstrak ragi yang kaya akan asam glutamat, asam -aminobutirat, ornamen, dan asam alfa-linolenat. Titik isoelektrik asam amino ini kira-kira 6, kecuali lisin dan arginin kira-kira 10-11. Selain itu, berbagai komponen yang mengandung NH2 , seperti urea, amonia, asparagin, dan glutamin, dapat ditemukan. Biomolekul asam amino reduktif, asam alfa-linolenat, dan karbohidrat dalam ekstrak ragi memiliki peran penting dalam pembentukan NP Ag. Dilaporkan bahwa NADH-dependent reductase [33, 34] atau enzim nitrat reduktase terlibat dalam proses reduksi [35,36,37] dalam biosintesis NP Ag melalui ekstrak mikroorganisme.
Biomolekul ekstrak ragi memainkan peran penting dalam pembentukan NP Ag dengan melindungi mereka dari agregasi. Stabilisator biomolekul membantu mencegah reaksi berlebihan antara NP Ag [38]. Molekul amfoter asam amino mengandung gugus basa dan asam. Muatan bersih senyawa asam amino ini bisa negatif atau positif tergantung pada perubahan pH larutan ekstrak ragi, yang selanjutnya mempengaruhi kemampuan mengikat selama sintesis NP Ag [39]. Dalam larutan basa, asam amino pada permukaan NP Ag membawa muatan negatif bersih yang memaksimalkan interaksi tolakan elektrostatik [40,41,42]. Biomolekul dari ekstrak ragi bertindak sebagai agen capping dan memainkan peran kunci dalam mengendalikan distribusi ukuran, bentuk, dan morfologi dalam pembentukan NP Ag. Nilai pH merupakan faktor penting yang berpengaruh pada sintesis terkontrol NP Ag dalam penelitian ini. Ketika nilai pH di bawah 7, nukleasi terjadi pada tingkat yang rendah. NP Ag dapat terbentuk dalam beberapa menit pada nilai pH yang lebih tinggi, dan ukuran partikel menurun dengan meningkatnya nilai pH larutan. Keseimbangan optimal ditunjukkan antara proses pertumbuhan dan nukleasi [43]. NP Ag yang tidak stabil dan teraglomerasi selalu muncul dalam proses reduksi larutan dengan nilai pH ekstrim (> 11) [44].
Aktivitas Antibakteri
E. koli telah dievaluasi secara ekstensif untuk aktivitas antimikroba NP Ag. Pertumbuhan E. koli ada atau tidak adanya NP Ag membuktikan kemampuan antimikroba. Seperti ditunjukkan pada Gambar. 6a, NP Ag yang disintesis menunjukkan aktivitas antibakteri yang signifikan dengan cara yang bergantung pada konsentrasi terhadap E. koli . Uji penghambatan pertumbuhan menunjukkan pengurangan lengkap E. koli pada konsentrasi Ag NP di atas 20,0 μg/mL dibandingkan dengan kontrol negatif. Konsentrasi setengah penghambatan (EC50 ) dari Ag NP adalah 13,4 μg/mL. Dosis 20,0 μg/mL Ag NP menunjukkan efek antibakteri yang signifikan terhadap E. koli sepanjang waktu yang diuji, sedangkan NP Ag 10,0 μg/mL menunjukkan efek penghambatan parsial (Gbr. 6b).
a Penghambatan pertumbuhan E. koli dan b analisis kursus waktu dari efek antibakteri
Untuk menyelidiki apakah NP Ag benar-benar mempengaruhi sel bakteri resisten antibiotik, kami mengevaluasi aktivitas antibakteri NP Ag terhadap E yang resistan terhadap ampisilin. koli dengan uji unit pembentuk koloni. E. koli -Amp
+
secara stabil mengekspresikan jumlah salinan plasmid pcDNA3.4 yang tinggi yang mengandung gen -laktamase yang memberikan resistensi ampisilin terhadap E. koli [45].E. koli -Amp
+
sel ditumbuhkan di piring agar LB dalam pengobatan dengan ampisilin saja atau dalam pengobatan kombinasi dengan Ag NP. Aktivitas penghambatan NP Ag yang disiapkan disajikan pada Gambar. 7. Telah dicatat bahwa NP Ag dalam pengobatan kombinasi dengan ampisilin menunjukkan aktivitas antibakteri yang unggul dibandingkan dengan ampisilin saja. Sebaliknya, pengobatan ampisilin saja tidak memiliki aktivitas penghambatan pada E. koli -Amp
+
. Terapi kombinasi antibiotik dan Ag NP memberikan strategi pelengkap untuk mengatasi sel bakteri resisten antibiotik, yang selanjutnya meningkatkan pendekatan terapeutik saat ini. Hasil keseluruhan yang disajikan dalam penelitian ini berkontribusi pada pengembangan inhibitor antibakteri alternatif untuk mengobati infeksi bakteri yang disebabkan oleh strain bakteri yang resistan terhadap banyak obat.
Pertumbuhan E. koli -Amp
+
dalam pengobatan dengan ampisilin saja (50 μg/mL) atau dalam kombinasi dengan Ag NP (25 μg/mL). a Kepadatan tinggi dan b kepadatan rendah E. koli -Amp
+
sel
Ada kebutuhan besar untuk obat baru dengan mekanisme yang berbeda untuk memerangi resistensi bakteri. Karena aktivitas antimikrobanya yang kuat, Ag NP telah digunakan dalam produk medis, produk perawatan pribadi, dan tekstil. Ada beberapa mekanisme dimana Ag NP memerangi resistensi mikroba [46]. Ag NP terakumulasi pada permukaan membran bakteri, meningkatkan permeabilitas dinding sel. Interaksi antara NP Ag dan peptidoglikan mengubah konfigurasi peptidoglikan dan dengan demikian merusak membran bakteri [47]. Karakteristik bentuk, struktur permukaan, morfologi, dispersi, dan biokompatibilitas NP Ag memiliki peran penting dalam aktivitas antimikrobanya.
Kesimpulan
Di sini, kami melaporkan metode biosintetik baru untuk persiapan NP Ag menggunakan ekstrak ragi. Misel ragi terbentuk ketika Ag
+
larutan dicampur dengan ekstrak ragi. Biomolekul pereduksi memainkan peran utama dalam reduksi Ag
+
. Selain itu, biomolekul memberikan stabilitas yang menguntungkan, monodispersitas, dan distribusi ukuran yang dapat dikontrol untuk NP Ag yang disintesis, menunjukkan stabilitas yang baik selama lebih dari satu tahun tanpa presipitasi. Analisis asam amino berkecepatan tinggi mengungkapkan bahwa ekstrak ragi kaya akan biomolekul, termasuk asam amino, asam alfa-linolenat, dan asam aminobutirat. NP Ag menunjukkan aktivitas antibakteri yang signifikan dengan cara yang bergantung pada konsentrasi terhadap E. koli . Uji penghambatan pertumbuhan menunjukkan pengurangan lengkap E. koli pada konsentrasi NP Ag di atas 20.0 μg/mL. NP Ag dalam pengobatan kombinasi dengan ampisilin menunjukkan aktivitas antibakteri yang unggul dibandingkan dengan ampisilin saja terhadap E yang resisten terhadap ampisilin. koli (E.coli -Amp
+
) sel. Lapisan permukaan pada NP Ag meningkatkan afinitas terhadap membran bakteri dan meningkatkan permeabilitas dinding sel. Interaksi antara NP Ag dan peptidoglikan mengubah konfigurasi peptidoglikan dan akhirnya menyebabkan apoptosis bakteri. Selanjutnya, NP Ag ini distabilkan oleh biomolekul menunjukkan sitotoksisitas rendah dan biokompatibilitas yang baik terhadap sel Cos-7.
Ketersediaan Data dan Materi
Kumpulan data yang mendukung kesimpulan dari studi saat ini tersedia dari penulis terkait atas permintaan yang wajar.
