Growth-inhibitory effects of sulfonamides at different pH: dissimilar susceptibility patterns of a soil bacterium and a test bacterium used for antibiotic assays.
Growth-inhibitory effects of sulfonamides at different pH: dissimilar susceptibility patterns of a soil bacterium and a test bacterium used for antibiotic assays.
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不同 pH 值下磺胺类药物的生长抑制作用：土壤细菌和用于抗生素测定的测试细菌的不同敏感性模式
DOI：
10.1016/j.chemosphere.2008.02.041
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发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Groeneweg J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tappe W;Zarfl C;Kummer S;Burauel P;Vereecken H;Groeneweg J
磺胺类药物的离子形态是由pH驱动的，这可能是它们的生物利用度和对土壤成分的吸附以及它们被细菌细胞吸收的关键。在pH值为5~8的不同浓度的8种磺胺类药物存在下生长的细菌试验菌株(铜绿假单胞菌；DSM 1117)的抑菌行为可以通过考虑磺胺类药物在细菌细胞内外的形态的模型来预测。假设细胞内的pH值为7.5(pH稳态)，预测最低的外部pH和pKavue最低的磺胺类药物的抑制作用最强。生长试验与Ps。铜绿假单胞菌基本上反映了这种预测的行为。然而，从耕地土壤中分离的一种细菌聚集性泛菌在其对pH的依赖性方面表现出令人惊讶的不同：所有磺胺类药物在pH 7至8时表现出最强的作用，而不是在最低pH时最有效，尽管pKa依赖性遵循相同的模式。对于聚集性假单胞菌，如果将细胞内部的pH近似于外部的pH，而不是隐含着用于模拟计算的pH动态平衡，则实验结果和模拟结果可以很好地吻合。因此，除了磺胺类药物的实际浓度外，不同细菌对磺胺类药物的pH依赖反应模式可能还会控制土壤中的种群动态。
The ionic speciation of sulfonamides is pH-driven and this may be crucial for their bioavailability and sorption to soil constituents, as well as for their uptake into bacterial cells. The inhibition behaviour of a bacterial test strain (Pseudomonas aeruginosa; DSM 1117), which was grown in the presence of different concentrations of 8 sulfonamides at pH values from 5 to 8, could be predicted by models that take the speciation of sulfonamides in- and outside of bacterial cells into account. Assuming a pH of 7.5 inside the cells (pH homeostasis), the strongest inhibition was predicted for the lowest external pH and for sulfonamides with the lowest pKavalues. Growth experiments with Ps. aeruginosa basically reflected this predicted behaviour. However, Pantoea agglomerans – a bacterial strain isolated from arable soil – behaved surprisingly different regarding its pH dependency: all sulfonamides showed the strongest effects at pH 7 to 8 instead of being most effective at lowest pH, although the pKadependencies followed the same pattern. Experimental and modeling results could be brought into good agreement for P. agglomerans if the cell-internal pH was admitted to approximate the external pH instead of implying pH homeostasis for modeling calculations. Thus, besides the actual concentration of sulfonamides, the pH dependent mode of reaction of different bacteria to sulfonamides may additionally govern the population dynamics in soils.
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