В МГУ разгадали загадку дыхания кишечной палочки

В МГУ разгадали загадку дыхания кишечной палочки
Изображение: Rocky Mountain Laboratories / NIAID / NIH

Международная группа ученых при участии исследователя из МГУ имени М.В. Ломоносова выяснила, с помощью какого фермента кишечной палочке удается дышать. Их исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

Энергия для жизнедеятельности любого организма поступает с пищей и генерируется при помощи окислительно-восстановительных процессов в организме. Пища в энергию преобразуется не сразу, не напрямую, а через посредников. При окислении простых молекул выделяется энергия, и вся она оказывается заключенной в электронах.

Электрон передается в дыхательные цепи на так называемые восстановительные эквиваленты —НАДН (никотинамидадениндинуклеотид) и убихинол, также известный как коэнзим Q. Мембранные ферменты от восстановительных эквивалентов принимают электроны и передают на молекулярный кислород. Терминальная цитохромоксидаза – главный мембранный фермент, отвечающий за митохондриальное дыхание человека и, как считалось до этого, за дыхание кишечной палочки тоже. Схема действия оксидаз проста: передавая электроны на молекулярный кислород, восстановительные эквиваленты снова окисляются, в результате чего генерируется «энергетическая валюта» клетки – протон-движущая сила.

Бактерия кишечной палочки (E. coli) живет в желудочно-кишечном тракте, где вырабатывается много сероводорода, ослабляющего митохондриальное дыхание. Свободный сероводород подавляет работу цитохромоксидазы. Его концентрация в сотни раз превышает минимально необходимую концентрацию для существенной блокировки этого фермента. Казалось бы, это должно означать, что «дышать» бактерия E. сoli не может, но вопреки всему бактерия почему-то выживает в кишечнике.

Исследователи предположили, что дыхание в присутствии сероводорода все-таки возможно, но благодаря другой оксидазе. У бактерии кишечной палочки есть оксидазы двух типов: цитохромоксидаза типа bo (аналог «человеческой» цитохром-с оксидазы) и совершенно другие цитохромы-bd.

Эта 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», — комментирует соавтор статьи Виталий Борисов.

Открытие может быть использовано в будущем для создания медицинских препаратов, регулирующих микрофлору кишечника и избавляющих его от вредных бактерий. Поскольку клетки человека не содержат оксидаз типа bd, становится актуальным вопрос о возможности борьбы с болезнетворными бактериями, не причиняя вреда человеческому организму.


Похожие новости
Ученые объяснили редкость межзвездного молекулярного кислорода 08 мая 2015 г.

Ученые объяснили редкость межзвездного молекулярного кислорода

Кислород — третий по распространенности элемент во Вселенной, после водорода и гелия, и в 1970-х годах астрономы предсказали, что молекулярный кислород должен быть третьей по распространенности межзвездной молекулой, после молекулярного водорода (H2)...

дальше...

Колорадо. Национальный парк Rocky Mountain 13 марта 2016 г.

Колорадо. Национальный парк Rocky Mountain

Роки Маунтин — национальный парк США, находится к северо-западу от Боулдер в Колорадо. Он известен своими видами на Скалистые горы, а также своей фауной и флорой.Фотографии и текст Станислава Савина1. Я рванул из солнечной Калифорнии в заснеженный штат...

дальше...

Из бактерий и золота ученые создали материал будущего 05 мая 2014 г.

Из бактерий и золота ученые создали материал будущего

Человечество пока не строит космические корабли, походящие на гигантские живые организмы, как в научной фантастике, но подобное уже, кажется, не за горами. Исследователи из Массачусетского технологического института разработали материал будущего - нечто...

дальше...

В МГУ объяснили действие российского лекарства 10 мая 2016 г.

В МГУ объяснили действие российского лекарства

Фото: Louisa HowardМеждународной группе ученых под руководством исследователей из МГУ удалось уточнить молекулярный механизм действия созданного в России лекарственного препарата, предохраняющего митохондрии клетки от повреждения агрессивными формами...

дальше...

Удивительный феномен электрических бактерий 13 дек. 2013 г.

Удивительный феномен электрических бактерий

Кишечные палочки E. coli – это электрические создания. Эти бактерии, которые населяют кишечник человека, способны создавать электрические вспышки света, и теперь ученым удалось визуализировать процесс, как клетки мигают словно лампочки. Стоит отметить...

дальше...

Молекулы, изменившие наши представления 
о работе мозга 23 февр. 2015 г.

Молекулы, изменившие наши представления о работе мозга

Почему мы отличаем запах розы от запаха апельсина, спокойно спим и запоминаем множество разных вещей? Эти процессы во многом регулируют молекулы. Мы попросили учёного и журналиста Олега Виноградова рассказать о самых важных из них. Как нервные клетки...

дальше...

Созданы бактерии, которые не позволяют своему хозяину набирать вес 27 июня 2014 г.

Созданы бактерии, которые не позволяют своему хозяину набирать вес

Добавление в еду подопытным мышам генетически модифицированной версии кишечной палочки, которая обычно обитает в желудочно-кишечном тракте человека или животного, помогло исследователям избавить грызунов от лишнего веса. Получается, что это возможно...

дальше...

Генетически модифицированная бактерия не позволяет мышам толстеть 11 апр. 2015 г.

Генетически модифицированная бактерия не позволяет мышам толстеть

Миллионы людей мечтают похудеть. Некоторые даже что-то делают для этого: идут в тренажёрные залы, садятся на жёсткие диеты, считают калории и так далее. Но большинство людей, страдающих излишним весом, слишком ленивы, чтобы как-то изменить свой образ...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 16 янв. 2021 г.