Switching to sulfur stops deadly bacteria growth — ABC Chemicals

Модифицированный сахар предотвращает рост Clostridium difficile сохраняя при этом полезные свойства.

Переключение атома кислорода в серу в сахарной трегалозе предотвращает его метаболизм Clostridium difficile бактерии, подавляющие их рост. Трегалоза широко используется в качестве добавки в пищевых продуктах, косметике и фармацевтике, а модифицированная форма сохраняет многие свои положительные свойства.

1,1-гликозидная связь между двумя единицами глюкозы, которые образуют трегалозу, делает ее очень стабильной. Эта стабильность позволяет трегалозе противостоять высоким температурам и суровым условиям, используемым при переработке пищевых продуктов и косметики, которые могут вызвать реакцию и разрушение других сахаров.

Тем не менее, исследователи недавно обнаружен связь между инфекцией кишечного патогена Clostridium difficile и потребление трегалозы. Два штамма C. difficileRT027 и RT078 разработали способ расщепления сахара для выделения глюкозы с использованием фермента трегалазы. Это привело к увеличению тяжести C. difficile вспышки, поскольку трегалоза стала более распространенной при использовании человеком.

Switching to sulfur stops deadly bacteria growth - ABC Chemicals

Команда во главе с Ноем Дэниелсоном и Бенджамин Свартс из Университета Центрального Мичигана, США, и Джеймс Коллинз и Роберт Бриттон из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне, США, были разработаны модифицированные структуры трегалозы, которыми бактерии не могут питаться. «Мы заявляли, что устойчивые к деградации аналоги трегалозы не будут способствовать C. difficile рост и что соединения могут также ингибировать обмен веществ », объясняет Свартс.

Команда сосредоточилась на трех различных вариантах трегалозы, ища аналог, который трегалаза не могла бы разделить на глюкозу. 5-Тиотрегалоза, в которой атом кислорода в одном из глюкозных колец замещен серой, показала преимущество по сравнению с альтернативами маннотрегалозой и лактотрегалозой, которые имеют различную стереохимию конкретных гидроксильных групп. Не только 5-тиотрегалоза устойчива к расщеплению трегалазой, но и вирулентна C. difficile Штаммы RT027 и RT078 вообще не росли, когда получали только 5-тиотрегалозу. Маннотрегалоза и лактотрегалоза были менее эффективными, когда речь шла о блокировании роста патогена.

Switching to sulfur stops deadly bacteria growth - ABC Chemicals

Связь между диетической трегалозой и гипервирулентной C. difficile необходимо устранить », — говорит эксперт по иммуногликомике Бриджит Стокер из Университета Виктории в Веллингтоне, Новая Зеландия, который не принимал участия в исследовании. Таргетинг трегалазы для предотвращения роста C. difficile это захватывающее доказательство концепции ».

В то время как Swarts заявляет, что производство 5-тиотрегалозы за одну ферментативную стадию имеет «некоторые узкие места для увеличения», его можно использовать в качестве добавки наряду с трегалозой, что должно снизить стоимость. Аналог может блокировать рост RT027 и RT078 в зависимости от дозы, даже когда трегалоза также доступна.

Однако трегалаза представляет собой разнообразное семейство ферментов, и активность аналогов требует дальнейшего изучения. «Трегалаза обнаружена в кишечной стенке человека и может экспрессироваться внеклеточно дрожжами, — предупреждает Стокер, — обязательно, чтобы 5-тиотрегалоза не являлась субстратом ни для одного из них».

Команда Свартса исследует этот и другие трегалазы. «Активность трегалазы также важна для насекомых, включая комаров, которые являются переносчиками малярии, вируса Зика и Западного Нила», добавляет Свартс. В дополнение к микробной и человеческой трегалазе, исследователи надеются выяснить, могут ли их аналоги трегалозы также найти применение в борьбе с распространением болезней, передаваемых насекомыми, и в то же время разрешать дальнейшее использование трегалозы в пищевых продуктах, фармацевтических препаратах и косметике.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *