|
Invazív aranyvessző növények antimikrobiális anyagai
|
súgó
nyomtatás
|
Ezen az oldalon az NKFI Elektronikus Pályázatkezelő Rendszerében nyilvánosságra hozott projektjeit tekintheti meg.
vissza »
|
|
Projekt adatai |
|
|
azonosító |
128921 |
típus |
K |
Vezető kutató |
Móricz Ágnes |
magyar cím |
Invazív aranyvessző növények antimikrobiális anyagai |
Angol cím |
Antimicrobial compounds of invasive goldenrod plants |
magyar kulcsszavak |
invazív aranyvessző növények, növényi antibiotikumok, fungicidek, rétegkromatográfiás csatolások, hatás irányította izolálás, proteomika, genomika |
angol kulcsszavak |
invasive goldenrod plants, plant antibiotics, antifungal compounds, hyphenations in thin-layer chromatography, effect-directed isolation, proteomics, genomics |
megadott besorolás |
Növényvédelem (Komplex Környezettudományi Kollégium) | 60 % | Ortelius tudományág: Növényvédelem | Analitikai kémia (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma) | 20 % | Ortelius tudományág: Analitikai kémia | Transzkriptomika (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma) | 20 % |
|
zsűri |
Komplex agrártudomány |
Kutatóhely |
Növényvédelmi Intézet (HUN-REN Agrártudományi Kutatóközpont) |
résztvevők |
Alberti-Dér Ágnes Baglyas Márton Bakonyi József Béni Szabolcs Bozsó Zoltán Csontos Péter Darcsi András Krüzselyi Dániel Ott Péter G.
|
projekt kezdete |
2018-09-01 |
projekt vége |
2023-08-31 |
aktuális összeg (MFt) |
47.192 |
FTE (kutatóév egyenérték) |
8.91 |
állapot |
lezárult projekt |
magyar összefoglaló A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára. Célunk növénykórokozó baktériumokat és gombákat ölő/gátló anyagok keresése, jellemzése és azonosítása inváziós aranyvessző növényekben. A növényi részekből készített különféle kivonatok antibakteriális és gombaellenes komponenseinek kimutatására, valamint azok hatás irányította izolálásánál a bio-monitorozásra rétegkromatográfiához csatolt antimikrobiális teszteket alkalmazunk. Az izolált anyagok különféle növénykórokozó baktériumokkal és gombákkal szembeni hatását in vitro tesztelnénk folyadékfázisban mikrolemezen és luminométerben. Az aktív anyagok és baktériumból kinyert metabolitjaiknak jellemzését és azonosítását spektrometriás és spektroszkópiás technikákkal tervezzük. Az antibakteriális hatás mechanizmusát tovább vizsgálnánk egyes izolált anyag – patogén kapcsolatban. Az előzetes kutatások alapján kiemelhető legjelentősebb hatásmechanizmus csoport a baktérium sejtben keletkező oxidatív stressz. A baktérium sejtben végbemenő változások vizsgálatát proteomikai (shotgun HPLC-MS/MS) és genomikai (NGS) módszerekkel tervezzük. Ez lehetővé teszi az antibakteriális hatás mechanizmusának jobb megértését, ami elősegíti az új, hatékonyabb antibiotikumok előállítását és ellenállóbb növények létrehozását. Erre alapozva lehetséges az antibiotikus hatás magasabb szintű értelmezése és mesterséges növelése, valamint hipotézisek felállítása az antibakteriális anyagokhoz kapcsolható növényi rezisztencia működésére vonatkozóan. Ezen vizsgálatok remélhetőleg új bioaktív vegyületek feltárását eredményezik, az antibakteriális hatás mechanizmusainak elemzésével megtesszük a következő lépést is a tudatos felhasználásuk irányában.
Mi a kutatás alapkérdése? Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek. A mezőgazdaságban, az állat és humán egészségügyben a betegségek leküzdéséhez különféle bioaktív anyagokra van szükség. Emiatt folyamatosan új, hatékony anyagok előállítására, izolálására/kimutatására van szükség. Ez különösen igaz az antimikrobiális anyagokra, mivel gondot okoz, hogy az antibiotikumok többségével szemben mára rezisztencia kialakulását figyelték meg. Egy másik probléma, hogy bár az egyes antimikrobiális anyagok hatásmechanizmusáról keveset tudunk, mégis csak ritkán, s akkor is felületesen vizsgálják. A hatásmechanizmus ismerete alapvető fontosságú az anyag hatékonyságának kémiai átalakítás útján, vagy más anyagokkal kombinációban való fokozásához is. Több, különböző hatásmódú anyag együttese ellen rezisztencia gyakorlatilag nem alakul ki. A kutatás során növénypatogén baktériumokat és/vagy gombákat ölő/gátló anyagoknak az inváziós aranyvessző fajokból való kimutatására, izolálására és azonosítására, valamint az antibakteriális hatás mechanizmusának vizsgálatára összpontosítanánk. Különféle hatásmechanizmusú anyagokat várunk. Azok az antibakteriális vegyületek különösen érdekesek lennének, amelyek nem minden baktériummal szemben mutatnak gátló hatást. A cél egyben az inváziós növények valorizálása (bennük rejlő értékek kimutatása) is.
Mi a kutatás jelentősége? Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának! Világszerte nagy a kereslet új hatóanyagok iránt a növényvédelemben, a humán ill. állat gyógyászatban. Ez különösen igaz az antimikrobiális szerekre, mivel sok esetben elveszítik hatásukat a kórokozókban kialakuló rezisztencia miatt. Az invazív idegen aranyvesszők vizsgálata remélhetőleg új antimikrobiális hatású vegyületek feltárását eredményezi, amivel elősegítjük ezen környezetre ártalmas növények valorizálását is. Túl keveset tudunk az egyes anyagok baktérium gátló mechanizmusáról, aminek tervezett vizsgálata során olyan tudás birtokába kerülhetünk, amely a növényvédelem számára a bakteriális fertőzésekkel szembeni harcban új, hatékonyabb, környezetkímélőbb vegyszerek, készítmények előállítását segítheti, irányíthatja. Tehát mind elméleti, mind gyakorlati eredmények várhatók.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára. A kutatás első lépésében a cél növénykórokozó baktériumokat és/vagy gombákat ölő/gátló anyagok azonosítása inváziós aranyvessző növényekben (olyan betelepült növények, amelyek gyorsan terjednek, kiszorítva az őshonos fajokat, gazdasági és környezeti károkat okozva), azok tiszta anyagként való előállítása (izolálása) különböző elválasztási technikák segítségével. A kutatás során új antimikrobiális anyagokra lelhetünk, amire nagy szükség van, gondolva arra, hogy az alkalmazásban lévő növényvédő szerek közül sok nem eléggé hatásos, illetve az antibiotikumok nagy része az utóbbi időben hatástalanná vált a kórokozókban kialakuló rezisztencia miatt. Ezáltal a növény begyűjtése kettős hasznot hozna: egyrészt az általa okozott környezeti károkat enyhítené, másrészt értékes anyag forrása lenne. Célunk felderíteni azt is, hogy a növénypatogén baktérium gátlása milyen úton megy végbe, hogy miért pusztul el a baktérium sejt. Ehhez megvizsgáljuk, hogy az izolált anyag és a baktérium sejtek közötti kölcsönhatás során bekövetkezik-e kémiai átalakulás az izolált anyagban, illetve a baktérium sejtben hogyan változik fehérje profil és a gének kifejeződése. Az antibakteriális anyagok hatásmódjának a feltérképezése során pedig olyan tudáshoz jutunk, ami feltétele annak, hogy tudatosan (és felelősen) új, hatékonyabb vegyszereket lehessen kifejleszteni a kórokozókkal szemben.
| angol összefoglaló Summary of the research and its aims for experts Describe the major aims of the research for experts. Our aim is the screening, characterization and identification of antimicrobial and antifungal compounds in invasive alien goldenrod species. The extracts of different plant organs prepared in different solvents will be analysed by planar chromatography coupled with antibacterial and antifungal tests, which at the first stage will be used for the detection of the bioactive compounds, and later also as a bio-monitoring system, during the effect-directed isolations. The bioactivity of isolated compounds will be tested against a panel of plant pathogenic bacteria and fungi also in liquid phase in microplate and in a luminometer. Characterization and identification of the active components and their metabolites retrieved from the bacteria is planned to be achieved by spectrometric and spectroscopic techniques. The mechanism of antibacterial effect is further investigated in selected isolated compound – pathogen systems. According to earlier research, the most important group of damaging mechanisms present in the bacterial cell is oxidative stress. A partial, systematised determination of the action mechanism of antibacterial plant compounds is planned by methods based on proteomics (shotgun HPLC-MS/MS) and genomics (NGS). This will allow higher level of understanding and artificial enhancement of the bioactive effect, as well as building up hypotheses on the effector mechanism of the antibacterial-coupled plant resistance. These studies hopefully will result in new bioactive chemicals. Additionally, by analysing the antibacterial action mechanisms we will also take the next step towards their conscious use.
What is the major research question? Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments. To fight against diseases various bioactive agents are needed in plant protection, animal and human healthcare. This problem necessitates the interminable production and isolation/detection of new, effective chemicals. This is especially true for antimicrobials, because an issue with antibiotics is the development of resistance against the majority of them. Another problem is that gaining information about the action mechanism of a particular antibiotic compound is usually neglected or only superficial, although it is important. The knowledge about the action mechanism of a chemical is basic for the enhancement of the efficiency by its chemical alteration and for its combined use with other compounds. Resistance is not likely to develop against a combination of compounds with different action mechanism. We will focus on the screening, isolation and identification of compounds having killing/inhibiting activity against plant pathogenic bacteria and/or fungi from invasive alien goldenrod species and the action mechanism of the antibacterial compounds. Compounds with different action mechanisms are expected. Those isolated plant antibiotics that do not kill/inhibit all kinds of bacteria, would be especially interesting. The aim is also the valorisation (showing hidden values) of the invasive plants.
What is the significance of the research? Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field. There is a great demand worldwide for new bioactive compounds that can be used in plant protection, animal or human therapy. This is especially true for antimicrobial agents because in many cases they lose their impact due to development of resistance in pathogens. The investigation of invasive alien goldenrods hopefully results in the discovery of new antimicrobial compounds that would help in the valorisation of these plants that cause economic and environmental harms. Too little is known about the direct mechanism of inhibition of bacteria. The planned investigation of it would give the knowledge that helps and guides the plant protection in the fight against bacterial infections to produce new, more efficient and more eco-friendly chemicals or preparations. Thus, both theoretical and practical results can be expected.
Summary and aims of the research for the public Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others. The goal of the first stage of the research is the detection of compounds displaying killing/inhibiting activity against plant pathogenic bacteria and/or fungi in invasive alien goldenrod species (non-native plants that spread aggressively, outcompeting native species, causing economic and environmental harms), as well as their production (isolation) as a pure compound using different separation techniques. During the research, we aim to find new antimicrobial compounds, for which there is a great demand, bearing in mind that many of the agents applied as an agrochemical have low efficiency and that the majority of antibiotics have become ineffective due to development of resistance in pathogens. Harvesting of the invasive plant would bring double profit: on one hand diminish the environmental harm caused by the plants and on the other hand the plants would be a source of valuable bioactive compounds. Our aim is also to explore the way how inhibition of plant pathogenic bacteria occurs, why the bacterial cell dies in the presence of the antimicrobial. For this, we will determine whether during the chemical – bacterium interactions there are chemical alterations in the isolated antibacterial substance and changes in protein profile and gene expression of the bacterial cells. During the investigation of the mode of action of antibacterial agents we gain understanding that will underpin the conscious (and responsible) production of new, more effective chemicals against pathogens.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Közleményjegyzék |
|
|
Garádi Zsófia, Dékány Miklós, Móricz Ágnes M., Gaál Anikó, Papp Viktor, Béni Szabolcs, Ványolós Attila: Antimicrobial, Antioxidant and Antiproliferative Secondary Metabolites from Inonotus nidus-pici, MOLECULES 26: (18) 5453, 2021 | Móricz Ágnes M., Krüzselyi Dániel, Ott Péter G., Garádi Zsófia, Béni Szabolcs, Morlock Gertrud E., Bakonyi József: Bioactive clerodane diterpenes of giant goldenrod (Solidago gigantea Ait.) root extract, JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A 1635: 461727, 2021 | Baglyas Márton, Ott G. Péter, Garádi Zsófia, Vesna Glavnik, Béni Szabolcs, Irena Vovk, Móricz M. Ágnes: Detection and isolation of bioactive clerodane diterpenes from giant goldenrod (Solidago gigantea Ait.) via high-performance thin-layer chromatography, In: I, Vovk; V, Glavnik; M, Bensa (szerk.) 25th International Symposium for High-Performance Thin-Layer Chromatography, National Institute of Chemistry (2022) p. 47., 2022 | Baglyas Márton, Ott Péter G., Garádi Zsófia, Glavnik Vesna, Béni Szabolcs, Vovk Irena, Móricz Ágnes M.: High-performance thin-layer chromatography - antibacterial assay first reveals bioactive clerodane diterpenes in giant goldenrod (Solidago gigantea Ait.), JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A 1677: 463308, 2022 | Móricz Á. M., Ott P. G., Krüzselyi D., Baglyas M., Morlock G. E.: High-performance thin-layer chromatography–direct bioautography combined with chemometrics for the distinction of goldenrod species, JPC - JOURNAL OF PLANAR CHROMATOGRAPHY - MODERN TLC 35: pp. 339-344., 2022 | Baglyas Márton, Ott G. Péter, Krüzselyi Dániel, Móricz M. Ágnes: A magas aranyvessző (Solidago gigantea Ait.) antibakteriális komponenseinek kimutatása és izolálása, In: MET, MET (szerk.) METT25 a Magyar Elválasztástudományi Társaság jubileumi konferenciája, Magyar Elválasztástudományi Társaság (2021) p. 77., 2021 | Krüzselyi D., Bakonyi J., Ott P.G., Darcsi A., Csontos P., Morlock G.E., Móricz A.M.: Goldenrod Root Compounds Active against Crop Pathogenic Fungi, JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY 69: pp. 12686-12694., 2021 | Krüzselyi D., Ott G. P., Bakonyi J., Móricz M. Á.: Idegen invazív gyomnövények felhasználási lehetőségei a növényvédelemben, NÖVÉNYVÉDELEM 82 (N.S. 57): (12) pp. 538-547., 2021 | Móricz Ágnes M., Krüzselyi Dániel, Lapat Virág, Ott Péter G.: Acetylcholinesterase inhibitors in the giant goldenrod root, JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY B 1185: 123004, 2021 | Á.M. Móricz: Rétegkromatográfia és oszlopkromatográfia, mint egymás segítői, In: MET, MET (szerk.) METT25 a Magyar Elválasztástudományi Társaság jubileumi konferenciája, Magyar Elválasztástudományi Társaság (2021) p. 77., 2021, 2021 | Á.M. Móricz: Improved sensitivity and separation efficiency in layer chromatography-based effect-directed analysis, In: I, Vovk; V, Glavnik; M, Bensa (szerk.) 25th International Symposium for High-Performance Thin-Layer Chromatography, National Institute of Chemistry (2022) p. 47., 2022 | Á.M. Móricz; D. Krüzselyi; M. Jamshidi-Aidji; P.G. Ott; G.E. Morlock: High-throughput screening for bioactive natural compounds from plant extracts by HPTLC hyphenations, DDRS2021,, 2021 | Móricz Á.M., Mincsovics E., Ott P.G.: Preliminary results of layer chromatography combined with bilateral band compression to search active minor components, JOURNAL OF LIQUID CHROMATOGRAPHY & RELATED TECHNOLOGIES 43: (9-10) pp. 300-304., 2020 | Baglyas Márton, Ott G. Péter, Glavnik Vesna, Vovk Irena, Móricz M. Ágnes: Effect-directed Isolation of Bioactive Compounds from Giant Goldenrod (Solidago gigantea Ait.) Leaf, 33rd International Symposium on Chromatography (ISC2022), Budapest, 18-22 September 2022, 2022 | Ágnes M. Móricz, Dániel Krüzselyi, Márton Baglyas, Péter G. Ott: Two-dimensional liquid chromatography in different ways: 2D-HPTLC and HPTLC-HPLC, 33rd International Symposium on Chromatography (ISC2022), Budapest, 18-22 September 2022, 2022 | Baglyas Márton, Ott Péter G., Schwarczinger Ildikó, Nagy Judit Kolozsváriné, Darcsi András, Bakonyi József, Móricz Ágnes M.: Antimicrobial Diterpenes from Rough Goldenrod (Solidago rugosa Mill.), MOLECULES 28: (9) 3790, 2023 | Móricz Á.M., Baglyas M., Krüzselyi D., Ott P.G.: HPTLC Hyphenations as a Key for Preparative Bioassay-guided Isolation, 13th Balaton Symposium, September 4-6, 2023, Siófok, 2023 | Márton Baglyas, Péter G. Ott, Ildikó Schwarczinger, Judit Kolozsváriné Nagy, András Darcsi, József Bakonyi, Ágnes M. Móricz: ANTIMICROBIAL POTENTIAL OF TWO DITERPENES ISOLATED FROM ROUGH GOLDENROD (SOLIDAGO RUGOSA MILL.) AGAINST PLANT PATHOGENS, 13th Balaton Symposium, September 4-6, 2023, Siófok, 2023 | Ágnes M. MÓRICZ, Márton BAGLYAS, Dániel KRÜZSELYI, József BAKONYI, Judit KOLOZSVÁRINÉ NAGY, Ildikó SCHWARCZINGER, Péter G. OTT: Bioassay-Guided Isolation of Antimicrobial Components Monitoring by High-Performance Thin-Layer Chromatography Based Methods, 27th International Symposium on Separation Sciences (ISSS2023), 24-27 September 2023, 2023 | Móricz Ágnes M., Jamshidi-Aidji Maryam, Krüzselyi Dániel, Darcsi András, Böszörményi Andrea, Csontos Péter, Béni Szabolcs, Ott Péter G., Morlock Gertrud E.: Distinction and valorization of 30 root extracts of five goldenrod (Solidago) species, JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A 1611: 460602, 2020 | Móricz Ágnes M., Lapat Virág, Morlock Gertrud E., Ott Péter G.: High-performance thin-layer chromatography hyphenated to high-performance liquid chromatography-diode array detection-mass spectrometry for characterization of coeluting isomers, TALANTA 219: p. 121306., 2020 | Łata Eliza, Fulczyk Agnieszka, Ott Péter G., Kowalska Teresa, Sajewicz Mieczysław, Móricz Ágnes M.: Thin-layer chromatographic quantification of magnolol and honokiol in dietary supplements and selected biological properties of these preparations, JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A 1625: 461230, 2020 | Móricz Ágnes M., Jamshidi-Aidji Maryam, Krüzselyi Dániel, Darcsi András, Böszörményi Andrea, Csontos Péter, Béni Szabolcs, Ott Péter G., Morlock Gertrud E.: Distinction and valorization of 30 root extracts of five goldenrod (Solidago) species, JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A 1611: 460602, 2020 | Móricz Á.M., Mincsovics E., Ott P.G.: Preliminary results of layer chromatography combined with bilateral band compression to search active minor components, JOURNAL OF LIQUID CHROMATOGRAPHY & RELATED TECHNOLOGIES 43: (9-10) pp. 300-304., 2020 | Łata Eliza, Fulczyk Agnieszka, Ott Péter G., Kowalska Teresa, Sajewicz Mieczysław, Móricz Ágnes M.: Thin-layer chromatographic quantification of magnolol and honokiol in dietary supplements and selected biological properties of these preparations, JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY A 1625: 461230, 2020 | Móricz Ágnes M., Lapat Virág, Morlock Gertrud E., Ott Péter G.: High-performance thin-layer chromatography hyphenatedtohigh-performance liquid chromatography-diode array detection-mass spectrometryforcharacterizationofcoelutingisomers, TALANTA 219: p. 121306., 2020 | Ágnes M. Móricz, Maryam Jamshidi-Aidji, Dániel Krüzselyi, András Darcsi, Andrea Böszörményi, Péter Csontos, Szabolcs Béni, Péter G. Ott, Gertrud E. Morlock: Distinction and valorization of 30 root extracts of five goldenrod (Solidago) species, J. Chromatogr. A; in press; doi: 10.1016/j.chroma.2019.460602, 2020 | Ágnes M. Móricz, Dániel Krüzselyi, Péter G. Ott: Discovery of natural compounds with potential bioactivity using HPTLC hyphenations, HPLC 2019, Book of abstracts, 2019 | Ágnes M. Móricz, Dániel Krüzselyi, Péter G. Ott, Gertrud E. Morlock: Advantages of HPTLC in Non-Target-Based Drug Discovery, 12th Balaton Symposium, Book of abstracts, 2019 | Dániel KRÜZSELYI, Péter G. OTT, Ágnes M. MÓRICZ: CHARACTERIZATION OF ANTIBACTERIAL SUBSTANCES WITH DIRECT BIOAUTOGRAPHY FROM GRASS-LEAVED GOLDENROD (EUTHAMIA GRAMINIFOLIA), 12th Balaton Symposium, Book of abstracts, 2019 | Móricz Á.M., Mincsovics E., Ott P.G.: Preliminary results of layer chromatography combined with bilateral band compression to search active minor components, JOURNAL OF LIQUID CHROMATOGRAPHY & RELATED TECHNOLOGIES 43: (9-10) pp. 300-304., 2020 |
|
|
|
|
|
|
vissza »
|
|
|