Mechanizm niszczenia bakteri – Nano-BioTech

01

ŚCIANA KOMÓRKOWA BAKTERII

Ściana komórkowa bakterii jest zbudowana inaczej, niż np. ściana komórkowa komórki roślinnej, ma swoisty skomplikowany skład chemiczny (cukrowo -tłuszczowo -peptydowy).
U bakterii głównym składnikiem ściany komórkowej jest peptydoglikan (mureina), składający się z długich łańcuchów wielo cukrowych, połączonych ze sobą przez krótkie mostki peptydowe aminokwasów. Ściana komórkowa bakterii Gram-dodatnich jest grubsza od ściany komórkowej bakterii Gram-ujemnych i zawiera więcej peptydoglikanu.

02

AMINOKWASY

To ‚cegiełki’, z których zbudowane są wszystkie białka. Są to cząsteczki organiczne zbudowane z atomów węgla (C), wodoru (H), tlenu (O), azotu (N) i czasem siarki (S) (metionina, cysteina). Siarka jest niezbędna do syntezy białek i witamin oraz tworzenia składników łańcucha transportu elektronów. Aminokwasy różnią się między sobą tylko tzw. grupą boczną (wyjątkiem jest prolina). Właściwości chemiczne danego aminokwasu wynikają z budowy i własności grupy bocznej. Aminokwasy połączone są między sobą tzw. wiązaniem peptydowym: -COOH + H2N- powstaje -CONH-
Jednym z aminokwasów wchodzących w skład budowy ściany komórkowej bakterii jest Cysteina. Jej grupa boczna jest pokazana na rysunkach poniżej.

Końcówka Cysteiny grupa (-SH), czyli grupa tioliowa jest bardzo reaktywna. Dwie Cysteiny mogą połączyć się przez grupy tioliowe tworząc mostek di siarczkowy (dwusiarczkowy): -S-S- w tym samym łańcuchu, lub też łączące dwa różne łańcuchy polipeptydowe. Są to silne wiązania atomowe występujące zwykle w liczbie kilku lub kilkunastu w jednej cząsteczce białkowej. Odgrywają ważną rolę w tworzeniu struktury trzeciorzędowej białek – zapewniają stabilizację struktury.

03

UTLENIANIE KATALITYCZNE

Srebro, na poziomie atomowym, posiada zdolność pochłaniania tlenu oraz działania, jako katalizator w kierunku utleniania. Tlen atomowy (rodzimy) absorbowany na powierzchni jonów srebra w roztworze zaczyna czynnie reagować z ‚wystającymi’ grupami tioliowymi (-SH) otaczającymi powierzchnię bakterii lub wirusów usuwając z nich atomy wodoru (tworząc np. wodę) i powodując tym samym wytworzenie przez atomy siarki wiązań typu -S-S-. Bakteria traci możliwość oddychania gdyż zamykane są dotychczasowe (ułożone w poprzek błony komórkowej) ‚kanały’ przenoszenia elektronów tzw. łańcuch oddechowy. Prowadzi to do obumarcia bakterii. Dla wyjaśnienia utlenianie nie musi być sprzężone ze wzbogacaniem utlenianej substancji w tlen. Istotą utleniania jest oderwanie od substratu elektronów (zwykle odrywane są jednocześnie dwa elektrony), czemu z reguły towarzyszy odłączenie od nich dwóch protonów (H+) i ich przeniesienie na odpowiedni akceptor.
Wywołanie zwykłej katalitycznej reakcji redukcja/utlenianie spowoduje reakcję srebra z wszelkimi ładunkami ujemnymi dostarczanymi przez układ krążenia organizmu względnie membranę proteinową oraz ich dezaktywację. Dzięki katalitycznym właściwościom srebra i wytwarzaniu tlenu aktywnego utlenieniu ulega materiał genetyczny komórki.