Pytanie:
Kwasowość i bakterie Lewisa
Dissenter
2014-06-02 23:00:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W jaki sposób kwasowość Lewisa koreluje z aktywnością bakteriobójczą? Czytałem na Wikipedii, że oba są pozytywnie skorelowane, ale nie podano żadnego wyjaśnienia.

Czy ma to związek z ruchem elektronów - tj. prądem? Zgaduję, że przepuszczanie przez ciebie prądu nie jest dla ciebie dobre.

Przypuszczam również, że interakcje (tj. wiązania koordynacyjne) metalu (jonów) ze składnikami bakterii mogą zakłócać procesy komórkowe.

Czy masz link do artykułu?
Tak. „Skuteczność przeciwbakteryjna ogólnie odpowiadała wartościom kwasowości Lewisa różnych metali”. http://en.wikipedia.org/wiki/Antimicrobial_copper-alloy_touch_surfaces
Być może zwróciłoby to większą uwagę na biologię SE. Możesz spróbować przeczytać to (jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś): http://en.wikipedia.org/wiki/Antimicrobial_properties_of_copper#Mechanisms_of_antibacterial_action_of_copper Wyobrażam sobie, że silniejszy kwas Lewisa byłby bardziej skłonny do udziału w tych mechanizmach, ponieważ jest bardziej zdolny do przyjmowania elektronów.
Dwa odpowiedzi:
mannaia
2016-02-23 19:19:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

recenzja na $ \ ce {Ag +} $ cytuje następujące sytuacje, które mogą być sprowokowane przez kwaśne zachowanie kationu metalu Lewisa.

  • Komórki traktowane srebrem wykazywały regiony światła elektronów w swojej cytoplazmie, zmuszając DNA do kondensacji. Autorzy twierdzą, że skondensowane cząsteczki DNA tracą zdolność do replikacji.

Przypuszczam, że $ \ ce {Ag +} $, działając jak kwas Lewisa, zmniejszy ładunek ujemny na DNA, indukując w ten sposób agregację DNA.

  • Wokół ściany komórkowej wewnątrz cytoplazmy zaobserwowano również obszar o dużej gęstości elektronów, a błona cytoplazmatyczna uległa kurczeniu i oderwaniu ze ściany komórkowej.

  • Było również wskazanie, że jony srebra oddziałują z grupami tiolowymi, prowadząc do dezaktywacji białek enzymatycznych.

Tutaj widać działanie $ \ ce {Ag +} $ na tiolach, które można interpretować jako oddziaływanie kwasowo-zasadowe typu Lewisa.

  • Podkreślono również wpływ $ \ ce {Ag +} $ na łańcuch elektronów oddechowych E. coli, ponieważ $ \ ce {Ag +} $ jest toksyczny do mikroorganizmów z powodu hamowania łańcucha oddechowego w wielu miejscach.

Wydaje się, że w wielu przypadkach można powiązać działanie antybakteryjne jonów metali z ich właściwościami kwasowymi. Z pewnością te omówione powyżej nie są jedynymi.

ringo
2016-02-24 05:28:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jony metali to zdecydowanie jedne z najpowszechniejszych biologicznych kwasów Lewisa, które są niezbędne do funkcjonowania wielu różnych czynności komórkowych. Jednak nadmiar określonego gatunku jonu metalu może skutkować cytotoksycznością zarówno poprzez katalizowanie pewnych reakcji, jak i hamowanie innych poprzez koordynację z niezwiązanymi parami elektronów obecnymi na atomach wielu makrocząsteczek, zwłaszcza siarki. W przykładach, które prezentuję, wszystkie jony miedzi, cynku i srebra wykazują cytotoksyczność poprzez tworzenie kompleksów koordynacyjnych z cząsteczkami w komórce, utrudniając ich działanie.

Uwaga: ośmieliłem się dokładnie powody, dla których cytotoksyczność w tekście dla ułatwienia czytania.

Miedź $ ^ {[1]} $

Najnowsze dowody sugerują mechanizm toksyczności miedzi, w którym zredukowany jon $ \ ce {Cu +} $ jest instrumentalny. Wielu badaczy zauważa, że ​​toksyczność miedzi dla bakterii jest trwała lub nawet zwiększona w warunkach beztlenowych, w których tworzenie się nadtlenków jest minimalne. $ \ ce {Cu +} $ toksyczność cytozolu E. coli można wytłumaczyć jego intensywną tiofilnością, która jest wystarczająca do konkurencyjnego zakłócenia kluczowej cytoplazmatycznej siarki żelaza enzymy zarówno in vitro, jak i in vivo . Rzeczywiście, stwierdzono, że inne „miękkie” tiofilowe jony metali wywierają porównywalną toksyczność. Wszystkie te dane dostarczają przekonujących dowodów łączących toksyczność miedzi z wypieraniem żelaza z klastrów żelazo-siarka dehydratazy wystawionych na działanie rozpuszczalnika, co skutkuje zaburzeniami metabolicznymi i auksotrofią aminokwasów rozgałęzionych.

Cynk $ ^ {[2]} $

Chociaż prawie 30% wszystkich białek zawiera jony metali, nadmiar niektórych jonów metali przejściowych może mieć znaczną toksyczność. Coraz częściej uznaje się potencjalną rolę takich metali w przeciwdziałaniu inwazji bakterii. W szczególności wykazano ostatnio znaczenie miedzi w makrofagach dla działania bakteriobójczego. Nasze obecne badanie dostarcza pierwszych bezpośrednich dowodów na to, że extracellular $ \ ce {Zn (II)} $ może wywierać toksyczny wpływ na S. pneumoniae przez konkurowanie z $ \ ce {Mn (II)} $ o wiązanie z rozpuszczonym białkiem wiążącym PsaA (Pneumococcal surface adhezyna A), zapobiegając w ten sposób nabycie $ \ ce {Mn (II)} $ poprzez zezwolenie PSA .

Srebro $ ^ {[3]} $

Uważa się, że atomy srebra wiążą się z grupami tiolowymi ( $ \ ce {-SH} $ ) w enzymach, a następnie powodują dezaktywację enzymów. Srebro tworzy stabilne $ \ ce {S-Ag} $ wiąże się ze związkami zawierającymi tiol w błonie komórkowej, które biorą udział w wytwarzaniu energii przezbłonowej i transporcie jonów . Uważa się również, że srebro może brać udział w katalitycznych reakcjach utleniania, w wyniku których powstają wiązania disiarczkowe ( $ \ ce {R-S-S-R} $ ). Srebro robi to poprzez katalizowanie reakcji między cząsteczkami tlenu w komórce a atomami wodoru grup tiolowych: woda jest uwalniana jako produkt, a dwie grupy tiolowe łączą się kowalencyjnie za pomocą wiązania dwusiarczkowego. Katalizowane srebrem tworzenie się wiązań dwusiarczkowych może prawdopodobnie zmienić kształt enzymów komórkowych, a następnie wpłynąć na ich funkcję.

Katalizowane srebrem tworzenie się wiązań dwusiarczkowych może prowadzić do zmian w strukturze białek i inaktywacji kluczowych enzymów, takich jak te potrzebne do oddychania komórkowego. Białko 30S rybosomalnej podjednostki, syntetaza sukcynylo-koenzymu A, transporter maltozy (MalK) i adolaza bisfosforanu fruktozy zostały zidentyfikowane z dużym prawdopodobieństwem jako białka o zmniejszonej ekspresji po potraktowaniu komórek $ \ mathrm {900 \: ppb \: \ ce {Ag + }} $ rozwiązanie. Przypuszcza się, że jony srebra wiążą się z podjednostką rybosomu 30S, dezaktywując kompleks rybosomów i zapobiegając translacji białek. Białka, które okazały się być obniżone po potraktowaniu $ \ ce {Ag +} $ , pełnią ważne funkcje w komórce: syntetaza sukcynylo-koenzymu A, enzym zaangażowany w Cykl TCA, katalizuje konwersję sukcynylo-CoA do bursztynianu podczas fosforylacji ADP z wytworzeniem ATP; adolaza fruktozowo-bisfosforanowa jest enzymem biorącym udział w glikolizie, który katalizuje rozkład fruktozo-1,6-bisfosforanu na gliceraldehydo-3-fosforan i dihydroksyacetonowy fosforan; MalK jest białkiem związanym z błoną cytoplazmatyczną biorącym udział w transporcie maltozy. W taki czy inny sposób wszystkie te białka odgrywają rolę w produkcji energii i ATP w komórce, więc zmniejszona ekspresja któregokolwiek z tych białek może prowadzić do śmierci komórki .

Innym z sugerowanych mechanizmów przeciwbakteryjnej aktywności srebra było to, że $ \ ce {Ag +} $ wnika do komórki i interkaluje pomiędzy parami zasad purynowych i pirymidynowych, wiązanie wodorowe między dwiema antyrównoległymi nićmi i denaturacja cząsteczki DNA. Chociaż nie zostało to jeszcze udowodnione, wykazano, że jony srebra wiążą się z DNA po wejściu do komórki.


[ 1] Chaturvedi, K. S .; Henderson, J. P. Pathogen Adaptations to Host-Derived Antibacterial Copper. Z przodu. Komórka. Infekować. Microbiol. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2014, 4.

[ 2] Mcdevitt, C. A .; Ogunniyi, A. D .; Valkov, E .; Lawrence, M. C .; Kobe, B .; Mcewan, A. G .; Paton, J. C. A Molecular Mechanism For Bacterial Sidence to Cynk. PLoS Pathog PLoS Pathogens. 2011, 7.

[ 3] https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Silver_as_an_Antimicrobial_Agent#Mechanism_of_action



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...