Sferoplast - Spheroplast - Wikipedia

Peptidoglikan sentezini inhibe eden antibiyotiklerin (ör. Penisilin) ​​varlığında büyümeye ve bölünmeye çalışan gram-negatif bakteriler bunu yapamaz ve bunun yerine sferoplastlar oluşturur.[1][2]

Bir sferoplast (veya İngiliz kullanımında sferoplast), mikrobiyal bir hücredir. hücre çeperi eylemi gibi neredeyse tamamen kaldırıldı penisilin veya lizozim. Bazı tanımlara göre, terim tanımlamak için kullanılır Gram negatif bakteriler.[3][4] Diğer tanımlara göre terim ayrıca şunları da kapsar: mayalar.[5][6] Sferoplast adı, mikrobun hücre duvarı sindirildikten sonra, zar geriliminin hücrenin karakteristik bir küresel şekil kazanmasına neden olmasından kaynaklanmaktadır.[4] Sferoplastlar ozmotik olarak kırılgandır ve Lyse eğer bir hipotonik çözüm.[5]

Gram-negatif bakterileri tanımlamak için kullanıldığında, sferoplast terimi, peptidoglikan bileşen ama değil dış zar hücre duvarının bileşeni kaldırıldı.[2][5]

Sferoplast oluşumu

Antibiyotik kaynaklı sferoplastlar

Çeşitli antibiyotikler Gram-negatif bakterileri sferoplastlara dönüştürür. Bunlar arasında peptidoglikan sentez inhibitörleri, örneğin fosfomisin, vankomisin moenomisin laktivisin ve β-laktam antibiyotikler.[1][2] Engelleyen antibiyotikler biyokimyasal yollar doğrudan peptidoglikan sentezinin yukarı akışı sferoplastları da indükler (örn. fosmidomisin, fosfoenolpiruvat ).[1][2]

Yukarıdaki antibiyotiklere ek olarak, protein sentezi inhibitörleri (örn. kloramfenikol, oksitetrasiklin, birkaç aminoglikozitler ) ve folik asit sentezi inhibitörleri (örn. trimetoprim, sülfametoksazol ) ayrıca Gram-negatif bakterilerin sferoplastlar oluşturmasına neden olur.[2]

Enzim kaynaklı sferoplastlar

Enzim lizozim Gram negatif bakterilerin sferoplastlar oluşturmasına neden olur, ancak yalnızca laktoferrin veya etilendiamintetraasetat (EDTA) enzimin geçişini kolaylaştırmak için kullanılır. dış zar.[2][7] EDTA, Ca gibi iki değerlikli iyonlara bağlanarak geçirgenleştirici görevi görür.2+ ve onları dış zardan çıkarmak.[8]

Maya Candida albicans enzimler kullanılarak sferoplastlara dönüştürülebilir litikaz, kitinaz ve β-glukuronidaz.[9]

Kullanımlar ve uygulamalar

Antibiyotik keşfi

1960'lardan 1990'lara, Merck ve Co. için birincil yöntem olarak bir sferoplast ekran kullandı keşif hücre duvarı biyosentezini inhibe eden antibiyotikler. Eugene Dulaney tarafından tasarlanan bu taramada, büyüyen bakteriler hipertonik koşullar altında test maddelerine maruz bırakıldı. Hücre duvarı sentezinin inhibitörleri, büyüyen bakterilerin sferoplastlar oluşturmasına neden oldu. Bu ekran fosfomisinin keşfini sağladı, sefamisin C, tiyenamisin ve birkaç karbapenemler.[1]

Yama bağlama

Bir E. coli sferoplast cam bir pipetle yamalı.

Özel olarak hazırlanmış dev sferoplastlar Gram negatif bakteri bakteri işlevini incelemek için kullanılabilir iyon kanalları denilen bir teknikle yama kelepçe başlangıçta davranışını karakterize etmek için tasarlanmış olan nöronlar ve diğer uyarılabilir hücreler. Dev sferoplastlar hazırlamak için bakteriler bir bölme inhibitör (ör. sefaleksin ). Bu, bakterilerin oluşmasına neden olur filamentler, iç çapraz duvarları olmayan uzun hücreler.[10] Bir süre sonra, filamentlerin hücre duvarları sindirilir ve bakteri, sadece kendi tüyleriyle çevrili çok büyük küreler halinde çöker. sitoplazmik ve dış zarlar. Membranlar daha sonra bir yama kelepçe belirleme aparatı fenotip içine gömülü iyon kanallarından. Aynı zamanda yaygındır aşırı ifade etkisini artırmak ve karakterize etmeyi kolaylaştırmak için belirli bir kanal.

Yama kenetleme devi tekniği E. coli sferoplastlar yerliyi incelemek için kullanılmıştır mekanosensitif kanallar (MscL, MscS ve MscM) E. coli.[11][12] Diğerlerini incelemek için genişletildi heterolog olarak ifade edilen iyon kanalları ve devin E. coli sferoplast, bir iyon kanalı ekspresyon sistemi olarak kullanılabilir. Xenopus oosit.[13][14][15][16]

Hücre parçalanması

Maya hücreler normalde kalın bir hücre çeperi bu da hücresel proteinlerin çıkarılmasını zorlaştırır.[kaynak belirtilmeli ] Hücre duvarının zymolyase ile enzimatik sindirimi, sferoplastlar oluşturarak, hücreleri kolay kırılgan hale getirir. liziz deterjanlar veya hızlı ozmolar basınç değişiklikleri ile.[9]

Transfeksiyon

Bakteriyel sferoplastlar, uygun rekombinant DNA bunlara yerleştirilebilir, kullanılabilir transfect hayvan hücreleri. Rekombinant DNA'ya sahip sferoplastlar, hayvan hücrelerini içeren ortama sokulur ve polietilen glikol (PEG). Bu yöntemle hayvan hücrelerinin yaklaşık% 100'ü yabancı DNA'yı alabilir.[17] Değiştirilmiş bir testin ardından deneyler yapılması üzerine Hanahan kalsiyum klorür kullanan protokol E. coli, sferoplastların 4.9x10'da dönüşebileceği belirlendi−4.[18]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b c d Gümüş, L.L (2011). "Bölüm 2, Antibiyotik keşfine akılcı yaklaşımlar: genomik öncesi yönlendirilmiş ve fenotipik tarama". Dougherty, T .; Pucci, M.J. (editörler). Antibiyotik Keşfi ve Geliştirilmesi. Amerika Birleşik Devletleri: Springer. sayfa 33–75. doi:10.1007/978-1-4614-1400-1_2. ISBN  978-1-4614-1400-1.
  2. ^ a b c d e f Cushnie, T.P .; O'Driscoll, N.H .; Kuzu, A.J. (2016). "Bakteri hücrelerinde, antibakteriyel etki mekanizmasının bir göstergesi olarak morfolojik ve ultrastrüktürel değişiklikler". Hücresel ve Moleküler Yaşam Bilimleri. 73 (23): 4471–4492. doi:10.1007 / s00018-016-2302-2. hdl:10059/2129. PMID  27392605.
  3. ^ "Sferoplast". www.dictionary.com. Google. 2019. Alındı 21 Temmuz 2019.
  4. ^ a b "Sferoplast". ahdictionary.com. İngiliz Dili Amerikan Miras Sözlüğü. 2019. Alındı 21 Temmuz 2019.
  5. ^ a b c "Protoplastlar ve sferoplastlar". www.encyclopedia.com. Encyclopedia.com. 2016. Alındı 21 Temmuz 2019.
  6. ^ "Sferoplastın tanımı". www.merriam-webster.com. Merriam Webster. 2019. Alındı 21 Temmuz 2019.
  7. ^ Tortora, G .; Funke, B .; Dava, C. (2016). "Bölüm 4, Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin fonksiyonel anatomisi". Mikrobiyoloji: Giriş (12. baskı). Amerika Birleşik Devletleri: Pearson. s. 84. ISBN  978-0-321-92915-0.
  8. ^ Ninfa, A.J .; Ballou, D.P .; Benore, M. (2009). Biyokimya ve Biyoteknoloji için Temel Laboratuvar Yaklaşımları (2. baskı). Amerika Birleşik Devletleri: John Wiley & Sons, Inc. s. 234. ISBN  978-0-470-08766-4.
  9. ^ a b Calvert, C.M .; Sanders, D. (1995). "İnositol trisfosfata bağımlı ve bağımsız Ca2+ vakuolar membranda mobilizasyon yolları Candida albicans". Biyolojik Kimya Dergisi. 270 (13): 7272–80. doi:10.1074 / jbc.270.13.7272. PMID  7706267.
  10. ^ Kikuchi, K .; Sugiura, M .; Nishizawa-Harada, C .; Kimura, T. (2015). "Uygulama Escherichia coli otomatik düzlemsel yama kelepçe sistemi ile ilaç taraması için dev sferoplast ". Biyoteknoloji Raporları. 7: 17–23. doi:10.1016 / j.btre.2015.04.007. PMC  5466043. PMID  28626710.
  11. ^ Martinac, B .; Buechner, M .; Delcour, A.H .; Adler, J .; Kung, C. (1987). "Basınca duyarlı iyon kanalı Escherichia coli". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 84 (8): 2297–2301. Bibcode:1987PNAS ... 84.2297M. doi:10.1073 / pnas.84.8.2297. PMC  304637. PMID  2436228.
  12. ^ Blount, P .; Sukharev, S.I .; Moe, P.C .; Kung, C. (1999). "Mekanosensitif bakteri kanalları". Enzimolojide Yöntemler. 294: 458–482. doi:10.1016 / s0076-6879 (99) 94027-2. PMID  9916243.
  13. ^ Santos, J.S .; Lundby, A .; Zazueta, C .; Montal, M. (2006). "Yeni bir K'deki voltaj sensörü için moleküler şablon+ kanal. I. Voltaj kapılı bir K olan KvLm'nin tanımlanması ve işlevsel karakterizasyonu+ kanaldan Listeria monocytogenes". Genel Fizyoloji Dergisi. 128 (3): 283–292. doi:10.1085 / jgp.200609572. PMC  2151562. PMID  16908725.
  14. ^ Nakayama, Y .; Fujiu, K .; Sokabe, M .; Yoshimura, K. (2007). "Mekanosensitif bir kanalın moleküler ve elektrofizyolojik karakterizasyonu, kloroplastlarda ifade edilir. Chlamydomonas". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 104 (14): 5883–5888. Bibcode:2007PNAS..104.5883N. doi:10.1073 / pnas.0609996104. PMC  1851586. PMID  17389370.
  15. ^ Kuo, M. M.-C .; Baker, K. A .; Wong, L .; Choe, S. (2007). "Sitoplazmik RCK alanlarının dinamik oligomerik dönüşümleri, MthK potasyum kanal aktivitesine aracılık eder". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 104 (7): 2151–2156. Bibcode:2007PNAS..104.2151K. doi:10.1073 / pnas.0609085104. PMC  1892972. PMID  17287352.
  16. ^ Kuo, M. M.-C .; Saimi, Y .; Kung, C .; Choe, S. (2007). "Prokaryotik siklik nükleotid kapılı K'nin yama kelepçesi ve fenotipik analizleri+ kanal kullanıyor Escherichia coli ev sahibi olarak ". Biyolojik Kimya Dergisi. 282 (33): 24294–24301. doi:10.1074 / jbc.M703618200. PMC  3521034. PMID  17588940.
  17. ^ Gietz, R.D .; Woods, R.A. (2001). "Mayanın genetik dönüşümü". BioTeknikler. 30 (4): 816–820, 822–826, 828. doi:10.2144 / 01304rv02. PMID  11314265.
  18. ^ Liu, I .; Liu, M .; Shergill, K. (2006). "Sferoplast oluşumunun dönüşüm verimliliği üzerindeki etkisi Escherichia coli DH5α " (PDF). Deneysel Mikrobiyoloji ve İmmünoloji Dergisi. 9: 81–85.

Dış bağlantılar