The inhibitory effect of 5 nm silver nanoparticles on the growth of fungi and its underlying mechanisms

Abstract

Silver nanoparticles(AgNPs) have shown the inhibitory effect on the growth of various fungi, however, the underlying mechanisms of AgNPs remain poorly understood. In this study, the antifungal effect of PVP-coated 5 nm AgNPs on Candida albicans and Saccharomyces cerevisiae and its underlying mechanisms was investigated. The inhibitory effect of AgNPs on the proliferation and cell cycle progression was observed in both fungi. However, increase in cell death and glucose consumption was observed only in C. albicasns. Further, analysis of proliferations of S. cerevisiae mutants(ΔSKN7, ΔYAP1, ΔHOG1 or ΔSLT2) and analysis of cell cycle in the presence of ROS scavenger showed the relevance of reactive oxygen species with the effect of AgNPs in C. albicans but not in S. cerevisiae. My results suggest the differential action mechanisms of underlying the antifungal effect of AgNPs.

은나노입자의 증식 억제 효과는 다양한 진균에서 입증되었으나 그 기전은 명확하게 알려지지 않았다. 본 연구에서는 polyvinylpyrrolidone으로 코팅된 5 nm 은나노입자의 항진균효과를 Candida albicans와 Saccharomyces cerevisiae에서 확인하고 그 기전을 밝히고자 하였다. 실험결과, 5 nm 은나노입자는 두 가지 진균에서 세포주기를 G1기에 지연시켜 증식억제 효과를 나타냈다. 또한 C. albicans에서 은나노입자에 의해 세포사멸이 일어났으며, 포도당 소비량이 증가하였다. ROS제거제인 NAC을 은나노입자와 함께 처리하였을 때 C. albicans에서 G1기의 세포 수가 감소하였다. S. cerevisiae의 유전자 결손균주를 이용한 실험에서 은나노입자에 의한 세포 증식 억제 효과는 야생형과 유전자 결손균주 간에 차이가 없었다. 본 연구에서는 5 nm 은나노입자의 증식 억제 효과를 두 가지 진균에서 입증하였다. 또한 5 nm 은나노입자의 항진균효과는 C. albicans에서는 ROS 생성과 관련이 있으며, S. cerevisiae에서는 ROS나 세포벽 스트레스 반응과 관련이 없을 가능성을 제시한다.