Источники и механизмы питания бактерий полости рта
Чтобы бактерии могли делиться, они должны обладать способностью к захвату из окружающей среды всех питательных веществ, необходимых для роста. В ходе переработки питательных веществ бактерии синтезируют АТФ. На определении уровня АТФ в той или иной среде основаны различные качественные тесты для определения бактерий в среде. Примером подобного теста является Акваснап, который определяя наличие АТФ в среде может качественно определить наличие или отсутствие бактерий в исследуемой среде. Тесты на определение уровня АТФ, такие как Акваснап, широко используют в пищевой промышленности.
У бактерий полости рта процесс захвата питательных веществ часто начинается с деградации сложных макромолекул, присутствующих в слюне, жидкости десневой борозды или пищевых остатках. Образующиеся при деградации низкомолекулярные вещества могут поступать в микробную клетку, проникая через мембрану путем пассивной диффузии или активного транспорта.
Бактерии полости рта синтезируют разнообразные внеклеточные ферменты, участвующие в переработке питательных веществ. К ним относятся, в частности, протеиназы (протеазы), которые расщепляют белки до пептидов или аминокислот, гликогидролазы (гликозидазы), например амилаза, которые расщепляют полисахариды или олигосахаридные боковые цепи белков, нейраминидазы, отщепляющие сиаловую кислоту от гликопротеинов, липазы, расщепляющие жиры.
Продукты расщепления макромолекул, содержащихся в пище или секретируемых в полости рта, которые могут быть усвоены бактериями, переносятся внутрь бактериальной клетки с помощью транспортных белков, встроенных в ее цитоплазматическую мембрану. Транспортные белки можно разделить на несколько типов. Большинство этих белков осуществляют активный транспорт, используя для переноса веществ энергию АТФ или протонного электрохимического градиента (Др).
Пептиды и некоторые сахара обычно переносятся так называемыми АТФ-связывающими кассетными переносчиками, или ABC-переносчиками, состоящими из нескольких субъединиц и обладающими высокой аффинностью к субстрату. Как правило, они состоят не менее чем из трех доменов: домена связывающего субстрат, трансмембранного домена и АТФ-гидролизующего домена, который поставляет необходимую для переноса энергию. Другой важный тип белков-переносчиков входит в семейство белков углевод-фосфотрансферазной системы, или PTS (рис. ниже). Один из белков этого семейства, главный PTS-белок, называемый также ферментом I, переносит фосфат с фосфоенолпирувата на основной переносчик фосфата, белок Hpr.
Тот, в свою очередь, переносит фосфатную группу на фермент II, специфичный к определенным углеводам, который связывает и фосфорилирует углеводы во внеклеточном пространстве и в таком виде переносит их внутрь клетки. Например, фермент II, специфичный к глюкозе, связывается с ней во внешней среде и переносит в клетку в виде глюкозо-б-фос-фата, который тут же может подвергнуться гликолизу.
Белки PTS обладают очень высокой аффинностью, Km (концентрация субстрата, при которой эффективность системы составляет 50% максимальной) для сходных сахаров составляет около 10 мкмоль/л, что близко к концентрации глюкозы в ротовой жидкости натощак. Значение белков PTS для бактерий полости рта многогранно, однако их роль особенно важна при дефиците питательных веществ, когда эти белки позволяют бактериям выживать в промежутках между поступлением пищи в полость рта, питаясь следовыми количествами углеводов.
- Читать далее "Лимфаденит как форма острой инфекции мягких тканей"