銀的抗菌特性已經(jīng)存在了幾個(gè)世紀(jì)。盡管銀是如何殺死細(xì)菌的仍是一個(gè)謎，但阿肯色大學(xué)的研究人員通過(guò)從分子水平觀察活細(xì)菌中蛋白質(zhì)的動(dòng)力學(xué)，朝著更好地理解這一過(guò)程邁出了一步。
傳統(tǒng)上，銀的抗菌效果是通過(guò)生物測(cè)定來(lái)測(cè)量的，生物測(cè)定將物質(zhì)對(duì)受試生物的影響與標(biāo)準(zhǔn)的未處理制劑進(jìn)行比較。發(fā)表在《應(yīng)用與環(huán)境微生物學(xué)》雜志上的研究報(bào)告的作者、物理學(xué)助理教授王勇說(shuō)，雖然這些方法有效，但通常只能及時(shí)產(chǎn)生快照。
相反，王和他的同事利用一種叫做單粒子跟蹤光敏定位顯微鏡的先進(jìn)成像技術(shù)，對(duì)大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的特定蛋白質(zhì)進(jìn)行了一段時(shí)間的觀察和跟蹤。研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，銀離子實(shí)際上加速了蛋白質(zhì)的動(dòng)力學(xué)，與他們認(rèn)為會(huì)發(fā)生的情況相反?！氨娝苤?，銀離子可以抑制和殺滅細(xì)菌；因此，我們預(yù)計(jì)細(xì)菌中的所有物質(zhì)經(jīng)過(guò)銀處理后都會(huì)變慢。然而，令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)這種蛋白質(zhì)的動(dòng)力學(xué)變得更快了?！?
研究人員觀察到，銀離子導(dǎo)致細(xì)菌中成對(duì)的DNA鏈分離，削弱了蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)合力。王說(shuō)：“那么我們就可以理解銀引起的蛋白質(zhì)更快的動(dòng)力學(xué)?！薄爱?dāng)?shù)鞍踪|(zhì)與DNA結(jié)合時(shí)，它會(huì)隨著DNA緩慢移動(dòng)，而DNA是細(xì)菌中的一個(gè)巨大分子。相反，用銀處理時(shí)，蛋白質(zhì)會(huì)從DNA上脫落并自行移動(dòng)，因此移動(dòng)速度更快。”
銀離子引起的DNA分離的觀察來(lái)自王和他的同事對(duì)彎曲DNA的早期工作。他們的方法(現(xiàn)在正在申請(qǐng)專利)是通過(guò)彎曲DNA鏈來(lái)施加張力，這樣它們就可以更容易地與其他化學(xué)物質(zhì)(包括銀離子)相互作用。
王說(shuō)，這項(xiàng)由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的研究證實(shí)了研究活細(xì)菌中單個(gè)蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)的想法。這種方法可以幫助研究人員了解細(xì)菌對(duì)銀納米粒子的實(shí)時(shí)反應(yīng)，而這種方法旨在解決這個(gè)問(wèn)題。對(duì)常用抗生素耐藥的所謂“超級(jí)細(xì)菌”。
王說(shuō)，“我們最終要做的是利用從這個(gè)項(xiàng)目中獲得的新知識(shí)，基于銀納米粒子制造更好的抗生素。”
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