Биологический каталог




Биология антибиотиков животного происхождения

Автор В.Н.Кокряков

и сопровождается временным увеличением проницаемости внешней (наружной) мембраны грамотрицательных бактерий для гидрофобных антибиотиков (актиномицин Д, рифам-пицин), в норме не проникающих в клетку, и активацией катаболиче-ских ферментов (фосфолипазы А2, пептидогликаназ) микробной стенки. Интересно, что, несмотря на потерю микроорганизмами способности к делению, некоторые их физиологические функции, связанные с деятельностью внутренней (плазматической) мембраны (транспорт ионов К+, макромолекулярные синтезы), остаются неизменными на протяжении первых 20—30 мин взаимодействия бактерицидного белка с микробной поверхностью. Электронно-микроскопическое изучение морфологических изменений в обработанных БПУб микробных клетках выявило только незначительное утолщение их наружной мембраны при практически полной сохранности внутренних структур бактерий.

Как было установлено в специально проведенном исследовании, первостепенное значение в реализации антимикробных свойств БПУб имеет N-концевой фрагмент его молекулы (Ooi et al., 1991). Полученный путем протеолиза или биотехнологически рекомбинантный аминотерми-нальный фрагмент проявляет те же антибактериальные свойства, что и холобелок (Ooi et al., 1987; Weiss et al., 1992). Карбокситерминальный фрагмент не проявляет существенных антимикробных свойств.

N-концевая часть молекулы с молекулярной массой около 25 кДа характеризуется высоким положительным зарядом (+16) и гидрофоб-ностью, обеспечивающими повышенное сродство белка к липополи-сахариду (ЛПС) наружной мембраны грамотрицательных бактерий (Gazzano-Santoro et al., 1992). Очищенные природные и рекомбинан-тные (гВР155) холобелки, как и их аминотерминальные фрагменты (пВР125, гВР123), в условиях in vitro и in vivo ингибируют основные ЛПС-опосредованные эффекты (Ooi et al., 1987, 1991) благодаря их высокой эндотоксинсвязывающей способности. Неспецифическое электростатическое (заряд-заряд) взаимодействие оснбвных групп (e-NH2 лизина, гуанидиновая аргинина) белка с кислотными компонентами (в первую очередь, по-видимому, с З-дезокси-Д-манноокту-лозоновой кислотой) липополисахарида внешней мембраны грамотрицательных бактерий является первым необходимым условием реализации конечного биологического эффекта. Надфизиологические (40—80 шМ) концентрации Mg2+ или Са.2*, препятствующие связыванию белка с поверхностью бактерий, блокируют и проявление его антимикробных свойств. Интересно, что резистентные к действию БПУб штаммы грамотрицательных (Salmonella marcescens, Proteus vulgaris) и грамположительных бактерий не способны адсорбировать его на своей поверхности (Elsbach, Weiss, 1983; Elsbach, Weiss, 1988a, 1988b). Чувствительность различных штаммов и видов грамотрицательных бактерий находится в прямой зависимости от степени сорбции на них бактерицидного белка. Шероховатые штаммы Salmonella typhimurium и Escherichia coli, несущие на своей поверхности больше анионных групп по сравнению с гладкими штаммами, более подвержены антимикробному действию БПУб вследствие его более эффективного связывания из среды. Можно отметить, что активности холобелка и его аминотерминального фрагмента в отношении шероховатых штаммов практически одинаковы, но рекомбинантный вариант N-концевой части молекулы (гВР123) почти в 50 раз активнее БПУб в отношении гладких штаммов (Ooi et al., 1991), что связано, по-видимому, с облегченным доступом меньшего по размерам реком-бинантного фрагмента к местам инициального связывания с ЛПС-мо-лекулами. Белок воздействует на широкий спектр видов грамотрицательных бактерий, включая как инкапсулированные, так и не содержащие капсул микроорганизмы. Чувствительность бактерий к белку в значительной степени зависит от структуры их оболочечных липопо-лисахаридов, в особенности их полисахаридной цепочки, длинные цепи снижают сродство БПУб к ЛПС вследствие затруднения доступа к коровой анионной области молекулы эндотоксина (рис. 22).

В связи с особой значимостью присутствия ЛПС в оболочке грамотрицательных бактерий в реакции избирательного действия БПУб на эту группу микроорганизмов следует кратко рассмотреть современное представление о структуре эндотоксинов (Raetz, 1990; Morrison et al., 1994). Липополисахарид (эндотоксин) наружной мембраны является «визитной карточкой» грамотрицательных бактерий. В составе клеточной стенки бактерий он вместе с белками и липидами Рис. 22. Модель строения клеточной стенки грамотрицательных бактерий.

Непосредственно с ц иго плазматической мембраной граничит муреиновый слой; с ним кова-лентно связаны гидрофильные концы липопротеиновых молекул. Последние своими липо-фильными концами утоплены в липидиый двойной слой, который содержит фосфолипиды и липид А, входящий в состав липополисахаридов. Гидрофильные О-специфические гетеропо-лисахаридные боковые цепи полисахаридов направлены наружу (на схеме — вверх). Справа

представлена липополисахаридная молекула. Глю — глюкоза, Глю-N — глюкозамин, NA — М-АцГлю-Н-ацетилеппокозамин, Гал — галактоза, Геп — гептоза, КДО — 2-кето-З-дезоксиоктоновая кислота, М — муреин, НМ — наружная мембрана, ПМ — плазматическая мембрана, ГШ — периплазматическое пространство

(Шлегель, 1987).

формирует надмолекулярный комплекс, известный как О-антиген. Липополисахарид состоит из связанных амидной связью полисахарида и липида А. Полисахаридная часть ЛПС ориентирована на поверхность микробной клетки и в значительной степени определяет серологическую специфичность О-антигена. Полисахарид, в свою очередь, состоит из антигенной боковой цепи, представляющей собой полимер из различных сочетаний абеквозы, маннозы, рамнозы, галактозы и глюкозы, которая, как правило, выступает над поверхностью клеточной оболочки (рис. 22) и сердцевинной (коровой) части, содержащей в качестве основных структурных компонентов несколько молекул 2-кето-З-дезоксиоктоновой кислоты (сокращенно КДО), гексо-зы, этаноламин и фосфорную кислоту. Три остатка КДО образуют структурный блок, связывающий двухвалентные катионы Mg и Са. Комплекс КДО с катионами определяет в з

страница 24
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

Скачать книгу "Биология антибиотиков животного происхождения" (3.25Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(23.10.2017)