Ученый из МГУ помог раскрыть загадку дыхания кишечной палочки

Ученый из МГУ помог раскрыть загадку дыхания кишечной палочки

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

Энергия для жизнедеятельности любого организма поступает с пищей и генерируется при помощи окислительно-восстановительных процессов. 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. Вопреки этому бактерия 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.

Lenta.ru

Похожие новости:
Американские ученые нашли белок бессмертия
Ученые медицинской школы университета Мичигана смогли раскрыть загадку стволовых клеток. Исследователи из Мичиганского университета (США) обнаружили белок, отвечающий за бессмертие и "вечную юность" стволовых клеток. Они, как известно, могут превращаться в другие типы клеток, а могут ..
2012-08-24 2772 0 Научные открытия
1
Российские ученые могут совершить переворот в медицине
Ученые Новосибирского института геологии и минералогии СО РАН завершили пятилетнее исследование в области выращивания кристаллов, которое может вывести российскую медицину на совершенно иной технологический уровень развития. Применение кристаллов данного вида позволит начать производство абсолютно нового вида ..
2011-10-30 2052 0 Научные открытия
0
Конец света наступит через сорок лет
Ученые пришли к выводу, что человечество погибнет из-за загрязненного воздуха. Специалисты подсчитали, что через сорок лет смертность от болезни органов дыхания вырастет в два раза. Ежегодно от большого количества частиц пыли будут умирать более 3,5 миллиона человек.Источник: newstube.ru ..
2012-03-21 1242 1 Научные открытия
0
Эксперимент помог ученым сделать животных умнее
Имплантация клеток человеческого мозга позволила сделать животных более умными. Это стало известно после ряда экспериментов над новорожденными грызунами. Новизна данного достижения заключается в том, что исследователям удалось внедрить в мозг животных зародыши глиальных клеток мозга человека. ..
2013-03-20 1995 0 Научные открытия
0
Хиггс оценил вклад советских физиков-теоретиков в Стандартную модель
Двух советских физиков-теоретиков лауреат Нобелевской премии Питер Хиггс (Peter Higgs) назвал причастными к открытию бозона, названного в его честь. Об этом шотландский ученый сообщил в интервью «Газете.Ru». «В 1964 году, когда я описал бозон, помимо меня это сделали ..
2014-09-18 1603 0 Научные открытия
0
Китайцы разгадали загадку шаровой молнии
Использование спектрографа для определения состава светящейся сферы позволило полностью объяснить это удивительное природное явление.Легенды о шаровых молниях уходят в глубь веков, но сам этот феномен до сих пор плохо изучен, − ведь светящиеся шары непредсказуемы; внезапно материализовавшись в воздухе они через ..
2014-06-04 3737 0 Научные открытия
0
Стивен Хокинг назвал главную загадку природы
Одному из самых знаменитых физиков современности, Стивену Хокингу, 8 января исполняется 70 лет. В канун своего юбилея ученый дал интервью журналу The New Scientist, в котором рассказал о том, что он считает главным открытием в физике за годы своей жизни, о своем главном промахе, ..
2012-01-6 3303 0 Научные открытия
0
Раскрыта тайна ураганов
Российским ученым из Института космических исследований РАН удалось раскрыть секрет тропических ураганов. Они изучили данные с искусственных спутников Земли и выявили ранее неизвестную, но имеющую ключевое значение особенность. Если в урагане резко сокращается количество переносимого им водяного пара, то в течение ..
2012-05-2 1849 0 Научные открытия
0
Физик имитировал излучение от черной дыры
Ученые подошли вплотную к созданию в лабораторных условиях излучения от черных дыр. Так, Джеффу Штайнхауэру (Jeff Steinhauer) из Израиля с помощью лазера удалось создать квантовый аналог черной дыры и наблюдать излучение, свойства которого во многом схожи с радиацией ..
2014-10-15 1798 0 Научные открытия
0
Ученые смогли определить состав ядра Земли
Ученые используя компьютерное моделирование, решили давнюю загадку: что входит в состав плотности ядра Земли?Моделирование показало, что ядро Земли содержит 0,1-0,8 процента углерода - это крупнейший резервуар углерода на планете.Таковыми были выводы исследователей из университета Калифорнии в Дэвисе, и Китайской ..
2012-11-21 2595 0 Научные открытия
-1
Представлен обнаруживший гравитационные волны ученый
Первым человеком, зарегистрировавшим гравитационные волны — возмущения пространства-времени, предсказанные сто лет назад создателем общей теории относительности Альбертом Эйнштейном, стал итальянский ученый из Падуи Марко Драго, работающий в Институте гравитационной физики Общества Макса Планка в Ганновере. Об этом ..
2016-02-13 1473 0 Научные открытия
1
Российские полярники готовятся к исследованию древнего антарктического озера
Российские полярники в Антарктиде находятся на пороге крупного открытия - они получат доступ к озеру, законсервированному миллион лет назад. Об этом в интервью сегодняшней "Российской газете" сообщил известный российский полярник, ученый-океанолог Артур Чилингаров. На днях он вылетает в Антарктиду, на станцию "Восток". ..
2012-01-27 2141 1 Научные открытия
0
Лауреаты Нобелевской премии посчитали свое открытие бесполезным
Открытие, за которое физики получат Нобелевскую премию, было сделано случайно. Об этом во вторник, 4 октября, сообщает ТАСС, цитируя одного из лауреатов Дункана Халдейна. Ученый рассказал о том, что он и его коллеги даже не думали, что их исследование может оказаться полезным.На вопрос ..
2016-10-04 1966 0 Научные открытия
0
В МГУ разработали безопасный метод выделения РНК из живых организмов
Группа ученых из МГУ в сотрудничестве с коллегами из Института технологий биоресурсов в Гималаях представила простой и экологичный метод выделения РНК из клеток бактерий, растений и животных с целью обнаружения вирусов в них. Свою работу ученые опубликовали в журнале European Journal of Biotechnology and Science.Главной ..
2016-05-08 1124 0 Научные открытия
0
Ученые раскрыли механизм старения человека
Один из самых больших секретов биологии - механизм старения человека - удалось раскрыть международной группе ученых в университете английского города Ньюкасл с помощью компьютерного моделирования, экспериментов с клетками и генетически модифицированной мышью.Совместно с коллегами из немецкого университета в Ульме англичане, ..
2012-11-15 3547 0 Научные открытия
1