Reduced Bacterial Deposition and Attachment by Quorum-Sensing Inhibitor 4-Nitro-pyridine-N-oxide: The Role of Physicochemical Effects

石英晶体微天平 化学 生物膜 吸附 粘附 群体感应 化学工程 表面电荷 生物物理学 细菌 有机化学 物理化学 生物 工程类 遗传学
作者
Nune Vanoyan,Sharon L. Walker,Osnat Gillor,Moshe Herzberg
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:26 (14): 12089-12094 被引量:37
标识
DOI:10.1021/la101319e
摘要

Surface-attached chemical groups that resist protein adhesion are commonly characterized as being hydrophilic, H-bond acceptors, non-H-bond donors, and electrically neutral. Quorum-sensing (QS) inhibitor 4-nitropyridine-N-oxide (4-NPO) that previously was found to decrease Pseudomonas aeruginosa biofilm formation possesses all of these characteristics, making this molecule an ideal antiadhesive compound. It was hypothesized that once 4-NPO adsorbs to either the solid surface or bacteria, resultant changes in the physical-chemical surface properties of the solid surface and bacteria will reduce the extent of bacterial adhesion. These physical-chemical effects take place prior to the commencement of already well-established QS biofilm-inhibition mechanisms. Bacterial adhesion experiments to silica conducted in quartz crystal microbalance with dissipation (QCM-D) and parallel plate flow cells demonstrated that 4-NPO reduces bacterial adhesion to silica-coated surfaces by the adsorption of 4-NPO to the silica surface as well to the outer membrane of both gram-negative P. aeruginosa PAO1 and gram-positive Staphylococcus aureus. 4-NPO effectively neutralizes both the bacterial and silica surface charge, and it is proposed that this neutralization of local surface charge heterogeneities by 4-NPO adsorption is the mechanism responsible for decelerating rates of bacterial deposition.
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