This study was conducted to investigate the potential of Stewartia koreana as anti-microbial materials. The branches, stems and leaves of S. koreana were extracted into 70% ethanol and their antibacterial activity against P. aeruginosa was confirmed. The leaf, branch and stems extracts (1 mg/disc) showed the antibacterial activity against P. aeruginosa and leaf extracts showed higher antibacterial activities than those from branch extracts. The MIC against P. aeruginosa was 0.8 mg/ml and showed bacteriostatic action. The inhibitory effects of extract on biofilm formation and gene expression related to biofilm formation of P. aeruginosa was determined by biofilm biomass staining, SEM and qRT-PCR analysis. The biofilm biomass and cell growth of P. aeruginosa in the cultures treated with 0.2~2.0 mg/ml of S. koreana leaf extracts were significantly decreased in a concentration-dependent manner. We observed that the extract had an inhibitory effect on the formation of P. aeruginosa biofilms at concentrations of 0.8 mg/ml by SEM. qRT-PCR analysis showed that the lasI and rh1I gene expression associated to quorum sensing (QS) in the cultures treated with 0.2~2.0 mg/ml of S. koreana leaf extracts were suppressed in a concentration-dependent manner. Based on the above results, it can be concluded that S. koreana leaf extracts can be used as anti-microbial material derived from natural materials, as demonstrated by the antibacterial action and inhibition of biofilm formation of P. aeruginosa by QS inhibition.
The objective of this study was to evaluate in vitro antimicrobial and anti-biofilm activity of sodium long chain polyphosphate (SLCPP) and effect of dietary supplementation of SLCPP on growth performance, organ characteristics, blood metabolites, and intestinal microflora of broilers. Antimicrobial activities of SLCPP were observed against Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Salmonella enterica ser. Pullorum, Shigella sonnei, Klebsiella pneumonia, Pseudomonas aeruginosa in agar well diffusion assay. In addition, SLCPP demonstrated good anti-biofilm activity against K. pneumonia and P. aeruginosa. Furthermore, to investigate the dietary effect of SLCPP, a total of 480 1-day-old male Ross 308 broiler chicks were randomly allotted to three dietary treatment groups (4 replicates per group, 40 birds in each replicate): an antibiotic-free corn-soybean meal basal diet (NC); basal diet + enramycin 0.01% (PC); and basal diet + 0.1% SLCPP (SPP). The experiment lasted for 35 days. Results showed that birds fed with SLCPP had higher body weight (BW) and average daily gain (ADG), and lower feed conversion ratio (FCR) during the grower phase (days 7 to 21) (p < 0.05). Except for blood urea nitrogen, all other blood biochemical parameters remained unaffected by the dietary supplementation of SLCPP. Compared to the control group, lengths of the duodenum and ileum in the SPP group were significantly shorter (p < 0.05). Moreover, counts of lactic acid bacteria (LAB), total aerobes, and Streptococcus spp. in jejunum as well as LAB in cecum were increased in the SPP group than in the PC group (p < 0.05). These results suggest that dietary supplementation of SLCPP might promote the growth of broilers in their early growth phase.
Previously, Pseudomonas plecoglossicida YJR13 and Pseudomonas putida YJR92 from a sequential screening procedure were proven to effectively control Phytophthora blight caused by Phytophthora capsici. In this study, we further investigated the anti-oomycete activities of these strains against mycelial growth, zoospore germination, and germ tube elongation of P. capsici. We also investigated root colonization ability of the bacterial strains in square dishes, including cell motility (swimming and swarming motilities) and biofilm formation. Both strains significantly inhibited mycelial growth in liquid and solid V8 juice media and M9 minimal media, zoospore germination, and germ tube elongation compared with Bacillus vallismortis EXTN-1 (positive biocontrol strain), Sphingomonas aquatilis KU408 (negative biocontrol strain), and MgSO4 solution (untreated control). In diluted (nutrient-deficient) V8 juice broth, the tested strain populations were maintained at >108 cells/ml, simultaneously providing mycelial inhibitory activity. Additionally, these strains colonized pepper roots at a 106 cells/ml concentration for 7 days. The root colonization of the strains was supported by strong swimming and swarming activities, biofilm formation, and chemotactic activity towards exudate components (amino acids, organic acids, and sugars) of pepper roots. Collectively, these results suggest that strains YJR13 and YJR92 can effectively suppress Phytophthora blight of pepper through direct anti-oomycete activities against mycelial growth, zoospore germination and germ tube elongation. Bacterial colonization of pepper roots may be mediated by cell motility and biofilm formation together with chemotaxis to root exudates.
Rajasekharan, Satish Kumar;Ramesh, Samiraj;Satish, Ann Susan;Lee, Jintae
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.27
no.3
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pp.542-551
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2017
Small phytochemicals have been successfully adopted as antibacterial chemotherapies and are being increasingly viewed as potential antibiofilm agents. Some of these molecules are known to repress biofilm and toxin production by certain bacterial and yeast pathogens, but information is lacking with regard to the genes allied with biofilm formation. The present study was performed to investigate the inhibitory effect of burdock root extract (BRE) and of chlorogenic acid (CGA; a component of BRE) on clinical isolates of Klebsiella pneumoniae. BRE and CGA exhibited significant antibiofilm activity against K. pneumoniae without inflicting any harm to its planktonic counterparts. In vitro assays supported the ${\beta}$-lactamase inhibitory effect of CGA and BRE while in silico docking showed that CGA bound strongly with the active sites of sulfhydryl-variable-1 ${\beta}$-lactamase. Furthermore, the mRNA transcript levels of two biofilm-associated genes (type 3 fimbriae mrkD and trehalose-6-phosphate hydrolase treC) were significantly downregulated in CGA- and BRE-treated samples. In addition, CGA inhibited biofilm formation by Escherichia coli and Candida albicans without affecting their planktonic cell growth. These findings show that BRE and its component CGA have potential use in antibiofilm strategies against persistent K. pneumoniae infections.
Mycobacterium tuberculosis, a causative pathogen of tuberculosis (TB), still threatens human health worldwide. To find a novel drug to eradicate this pathogen, we tested taurine-5-bromosalicylaldehyde Schiff base (TBSSB) as an innovative anti-mycobacterial drug using Mycobacterium smegmatis as a surrogate model for M. tuberculosis. We investigated the antimicrobial activity of TBSSB against M. smegmatis by plotting growth curves, examined the effect of TBSSB on biofilm formation, observed morphological changes by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy, and detected differentially expressed proteins using two-dimensional gel electrophoresis coupled with mass spectrometry. TBSSB inhibited mycobacterial growth and biofilm formation, altered cell ultrastructure and intracellular content, and inhibited cell division. Furthermore, M. smegmatis adapted itself to TBSSB inhibition by regulating the metabolic pathways and enzymatic activities of the identified proteins. NDMA-dependent methanol dehydrogenase, NAD(P)H nitroreductase, and amidohydrolase AmiB1 appear to be pivotal factors to regulate the M. smegmatis survival under TBSSB. Our dataset reinforced the idea that Schiff base-taurine compounds have the potential to be developed as novel anti-mycobacterial drugs.
Park, Shinsung;Lee, Kwang Won;Park, Su In;Shin, Moon Sam
The Journal of the Convergence on Culture Technology
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v.8
no.6
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pp.605-614
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2022
In this study, oregano was extracted by supercritical extraction and hydrothermal extraction method. In vitro experiments such as antimicrobial and antioxidant activity test were performed. As a result of the disc diffusion method, only the supercritical extracts formed a clear zone. The MIC for S. aureus was found only in the supercritical fluid extracts and it was 1000 ㎍/mL. The hydrothermal extract's MIC is 125 ㎍/mL for C. acnes. Through biofilm inhibition assay, we found that the supercritical fluid oregano extracts inhibit the biofilm of S. aureus by more than 70% even at low concentrations of 125 ㎍/mL. On the other hand, the antioxidant ability of the hydrothermal extract was better than that of the supercritical fluid extracts. Furthermore, we tried to make a skincare ingredient for atopic dermatitis by utilizing the S. aureus biofilm inhibitory ability of oregano supercritical fluid extracts. Liposome was used to overcome the low solubility of the oregano supercritical fluid extracts and increase stability.
Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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v.43
no.3
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pp.306-312
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2016
Gargle solution has typically been used for the prevention of oral infectious disease such as dental caries and periodontitis. However, the use of most gargle solutions is controversial in application for children because some gargle solutions have harmful side effects. Electrolyzed water is generated by passed an electric current and has antimicrobial activity. The purpose of this study was to investigate and compare the efficacy of electrolyzed water in various conditions for eliminating cariogenic bacteria. Electrolyzed water was generated by a platinum electrode in the presence of sodium chloride at various concentrations. Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus were cultivated into a brain heart infusion broth. After harvesting planktonic bacteria, the pellets were treated with the electrolyzed water and commercial gargle solutions and plated on a mitis-salivarius agar plate. Also, the anti-biofilm activity of the electrolyzed water and commercial gargle solutions was investigated after biofilm formation of S. mutans and S. sobrinus. The bacteria in the biofilm were plated onto a mitis-salivarius agar plate. The plates were incubated, and the colony forming unit was measured. The electrolyzed water containing sodium chloride showed significant antibacterial activity against S. mutans and S. sobrinus as well as some gargle solutions. Furthermore, the electrolyzed water had more disruptive effect on the biofilm of S. mutans and S. sobrinus and killed more bacteria in the biofilm than commercial gargle solutions. The results demonstrate that electrolyzed water may be a useful gargle solution for prevention of dental caries.
Velmurugan Palanivel;Sung-Chul Hong;Veera Ravi Arumugam;Sivakumar Subpiramaniyam;Pyong-In Yi;Seong-Ho Jang;Jeong-Min Suh;Eun-Sang Jung;Je-Sung Park
Advances in nano research
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v.14
no.4
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pp.391-397
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2023
This manuscript describes the one-step eco-friendly green fabrication of silver nanoparticles (AgNPs) through the in-situ bio-reduction of an aqueous solution of silver nitrate using Syzygium aromaticum leaf extract. UV-vis spectroscopy shows a characteristic SPR peak around 442 nm. FTIR spectroscopy showed that the AgNPs were capped with bioactive phyto-molecules. TEM images revealed oval and spherical particles with a mean diameter of ~12.6 nm. XRD analysis revealed crystalline and face-cantered cubic AgNPs. The phytosynthesized AgNPs showed broad-spectrum anti-microbial activity against two foodborne pathogenic bacteria, Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus. The AgNPs showed a prominent ability to inhibit biofilms formed by L. monocytogenes and S. aureus in laboratory conditions through a crystal violet assay. The results suggest that the AgNPs could be a novel nanotool to develop effective antimicrobial and anti-biofilm agents in food preservation.
Kim, Byung Chan;Kim, Hyerim;Lee, Hye Soo;Kim, Su Hyun;Cho, Do-Hyun;Jung, Hee Ju;Bhatia, Shashi Kant;Yune, Philip S.;Joo, Hwang-Soo;Kim, Jae-Seok;Kim, Wooseong;Yang, Yung-Hun
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.32
no.6
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pp.730-739
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2022
Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) causes severe infections and poses a global healthcare challenge. The utilization of novel molecules which confer synergistical effects to existing MRSA-directed antibiotics is one of the well-accepted strategies in lieu of de novo development of new antibiotics. Thymol is a key component of the essential oil of plants in the Thymus and Origanum genera. Despite the absence of antimicrobial potency, thymol is known to inhibit MRSA biofilm formation. However, the anti-MRSA activity of thymol analogs is not well characterized. Here, we assessed the antimicrobial activity of several thymol derivatives and found that 4-chloro-2-isopropyl-5-methylphenol (chlorothymol) has antimicrobial activity against MRSA and in addition it also prevents biofilm formation. Chlorothymol inhibited staphyloxanthin production, slowed MRSA motility, and altered bacterial cell density and size. This compound also showed a synergistic antimicrobial activity with oxacillin against highly resistant S. aureus clinical isolates and biofilms associated with these isolates. Our results demonstrate that chlorinated thymol derivatives should be considered as a new lead compound in anti-MRSA therapeutics.
This study determines the combinatorial effect of enterocin MSW5 and five essential oils (EOs- Thymus vulgaris, Cymbopogon martini, Origanum vulgare, Cinnamomum zeylanicum, and Cymbopogon citrus) against Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, and Salmonella Typhimurium. The Minimum Inhibitory Concentration of each antimicrobial agent was determined. The MIC of enterocin MSW5 against test pathogens was in the following order: S. aureus (0.362 ± 0.01), S. Typhimurium (0.362 ± 0.05 mg/ml), L. monocytogenes (0.725 ± 0.08 mg/ml). Among all EOs, maximum activity was observed in the case of C. zeylanicum against S. aureus (78.12 ± 0.04 ppm), S. Typhimurium (78.12 ± 0.08 ppm), and L. monocytogenes (39.00 ± 0.05 ppm). Further, the checkerboard assay was used to determine the synergistic effect between antimicrobial agents and enterocin MSW5 in combination with C. zeylanicum has shown significant synergism with the Fraction Inhibitory Concentration index (0.372) against test pathogens. Additionally, individual EOs and enterocin MSW5 have shown anti-biofilm activity, whereas their combined use has shown more significant antibiofilm activity. The maximum anti-biofilm activity was observed with the combination of enterocin MSW5 and O. vulgares against S. aureus (92.86 ± 0.06%) and S. Typhimurium (73.63 ± 0.23%) and a combination of enterocin MSW5 and C. citrus against L. monocytogenes (87.84 ± 0.15%). Therefore, combinations of antimicrobial compounds can control the growth of foodborne pathogens better than the individual agent.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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