Kształty bakterii
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 wielocukrowych, 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.
Bakterie: 100 nm ~ 10 µm
Wirusy: 10 ~ 300 nm
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 tiolowa jest bardzo reaktywna. Dwie
Cysteiny mogą połączyć się przez grupy tiolowe tworząc mostek
disiarczkowy (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.
Metody dezaktywacji bakterii
- 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 tiolowymi (-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.
- Reakcja ze ścianą komórki bakterii
Srebro reaguje z odsłoniętymi peptydoglikanami, uniemożliwiając
oddychanie komórkowe. Wiążąc komórkowy system przepływu energii
dezaktywuje bakterie, co powoduje ich unicestwianie. Ponieważ komórki
ssaków posiadają zupełnie inną powłokę (nie ma peptydoglikanów), srebro
nie oddziałowuje na nie. Powstaje: 2(-SH) + 2 Ag+ → 2(-SAg) + 2H+
Wymienione
oddziaływanie srebra nie jest ukierunkowane na schorzenie, jak np.
antybiotyki syntetyczne, lecz na strukturę komórkową. Każda komórka nie
posiadająca ścianki chemicznie wytrzymałej jest podatna na
oddziaływanie srebra. Dotyczy to wszelkich bakterii i innych organizmów
bez ścianek komórkowych, dla przykładu wirusy międzykomórkowe.
- Denaturacja białka
Denaturacja białka polega na takiej zmianie jego budowy przestrzennej,
która powoduje zanik aktywności biologicznej. Wiązania disulfidowe
-S-S- ulegają rozszczepieniu w obecności odczynników redukujących
(2H+).
Powstaje: >CH2-S-S-CH2< + 2H → >CH2-S-H + H-S-CH2<
W wyniku rozerwania wiązań dwusiarczkowych zniszczone są struktury
przestrzennej budowy białka - prowadzi to do zaniku aktywności
biologicznej białka. Inne czynniki denaturujące białko to kwasy,
zasady, alkohol, stężone roztwory mocznika, temperatura. W większości
wypadków denaturacja białek jest procesem nieodwracalnym.
- Wiązania z DNA
Badania wykonane w odniesieniu do pseudomonas aeruginosa, bakterię
odporną i trudną do zwalczania, wykazały że DNA organizmu pochłania
ilość
12
% srebra. Mimo iż pozostaje niejasnym mechanizm wiązania srebra z DNA
bez uszkadzania wiązań wodorowych spajających siatkę przestrzenną,
niemniej zapobiega on rozwijaniu DNA, stanowiąc ważny etap w
rozmnażaniu komórek.
Proporcje wielkości najmniejszych bakterii (100 nm) w stosunku do cząsteczek NANO SILIVER
Cząsteczki nanokompozytu krzemionki i srebra są tak małe i jest ich tak dużo
w podłożu, cieczy, plastiku, że bakterie są nimi osaczone i nie mają szans uniknąć kontaktu z nimi.
W 1 cm3 roztworu NANO SILIVER o stężeniu 1 ppm jest około 600 bilionów
(600 trylionów amerykańskich) cząstek srebra.
Proporcje wielkości najmniejszych bakterii (100 nm) w stosunku do cząsteczek NANO SILVER
Przewaga drobin srebra o rozmiarze do 1 nm
czytaj dalej...