Здравствуйте! На данный момент портал работает в режиме тестирования.
мама
123
Биомед Новости

Группа ученых обнаружила причину выживания кишечной палочки в организме человека

В результате исследования международной группы ученых, в числе которых был специалист из МГУ имени М.В.Ломоносова, удалось выяснить, засчет чего выживают бактерии кишечной палочки в кишечнике человека, сообщает пресс-служба вуза со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports.

Впервые специалисты смогли ответить на вопрос, с помощью какого фермента кишечной палочке удается дышать. По словам Виталия Борисова, ведущего научного сотрудника, доктора биологических наук, профессора РАН, сотрудника НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ и одного из авторов работы, для дыхания бактерия использует особый фермент, которого нет у человека. Это означает, что могут быть созданы новые лекарственные средства, которые будут губительно действовать на бактерии, не причиняя вреда человеку.

Схематическая структура цитохрома-bd. Цитохром-bd расположен во внутренней бактериальной (цитоплазматической) мембране. Рядом — бактерия кишечная палочка (бактерия встречается с молекулой сероводорода (H2S).

Схематическая структура цитохрома-bd. Цитохром-bd расположен во внутренней бактериальной (цитоплазматической) мембране. Рядом — бактерия кишечная палочка (бактерия встречается с молекулой сероводорода (H2S).

За дыхание человека отвечает терминальная цитохромоксидаза — главный мембранный фермент. Также он ответственен, как раньше думали ученые, за дыхание кишечной палочки. Оксидазы действуют по следующему принципу: после передачи электронов на молекулярный кислород восстановительные эквиваленты снова окисляются, в результате чего генерируется энергия клетки.

«Если перестать дышать, мы умрем именно оттого, что кислород не будет поступать к оксидазе, и она не будет производить энергию», — пояснил Борисов.

Ранее считалось, что бактерия кишечной палочки дышит согласно принципам дыхания клеток человека. Однако кишечная палочка живет в желудочно-кишечном тракте, в среде большого количества сероводорода, который ослабляет дыхание за счет подавления работы цитохромоксидазы. Концентрация сероводорода настолько сильно превышает минимальную дозу, необходимую для значительной блокировки этого фермента, что, казалось бы, это должно приводить к неминуемой гибели бактерии из-за отсутствия дыхания, но, вопреки всему, кишечной палочке удается выживать в кишечнике. В связи с этим учёные задумались о возможности дыхания в среде сероводорода, но только за счет другой оксидазы.

Развитие инсулиннезависимого диабета связано с ростом бактерий в кишечнике

Дело в том, что каждая клетка человеческого организма «дышит» благодаря работе цитохрома-с оксидазы. А у бактерии кишечной палочки имеются оксидазы двух типов: цитохромоксидаза типа bo (аналог «человеческой» цитохром-с оксидазы) и совершенно другие — цитохромы-bd.

«Наша гипотеза заключалась в том, что оксидазы типа bd (bd-I и bd-II) более устойчивы к ингибированию сероводородом, чем цитохромоксидаза типа bo», — уточнил Борисов.

Чтобы проверить данную гипотезу, было необходимо изучить влияние наличия сульфида в среде на рост клеток бактерии кишечной палочки, у которых в дыхательной цепи имеется только одна из оксидаз (bd-I, bd-II или bo). В исследовании использовались различные биохимические, биофизические и микробиологические методы и подходы, а также метод направленного получения мутаций.

Сотрудники МФТИ научились быстро и точно изучать микробиоту человека

В результате гипотеза полностью подтвердилась. «Активность оксидазы bo ингибируется сероводородом полностью, тогда как на работу оксидаз bd H2S совсем не действует. Таким образом, чтобы успешно производить основные виды «энергетической валюты»» в условиях высокого содержания сероводорода, представители кишечной микрофлоры должны задействовать уникальный тип терминальных оксидаз, который отсутствует в клетках человека и животных», — отметил ученый.

Данное открытие позволит в будущем разработать медицинские препараты, регулирующие микрофлору кишечника и избавляющие его от вредных бактерий.

Об авторе

Катерина Белоусова

Катерина Белоусова