銀的抗菌特性已經(jīng)存在了幾個世紀(jì)。盡管銀是如何殺死細(xì)菌的仍是一個謎，但阿肯色大學(xué)的研究人員通過從分子水平觀察活細(xì)菌中蛋白質(zhì)的動力學(xué)，朝著更好地理解這一過程邁出了一步。
傳統(tǒng)上，銀的抗菌效果是通過生物測定來測量的，生物測定將物質(zhì)對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)》雜志上的研究報告的作者、物理學(xué)助理教授王勇說，雖然這些方法有效，但通常只能及時產(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)，對大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的特定蛋白質(zhì)進(jìn)行了一段時間的觀察和跟蹤。研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，銀離子實際上加速了蛋白質(zhì)的動力學(xué)，與他們認(rèn)為會發(fā)生的情況相反。“眾所周知，銀離子可以抑制和殺滅細(xì)菌；因此，我們預(yù)計細(xì)菌中的所有物質(zhì)經(jīng)過銀處理后都會變慢。然而，令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)這種蛋白質(zhì)的動力學(xué)變得更快了。”
研究人員觀察到，銀離子導(dǎo)致細(xì)菌中成對的DNA鏈分離，削弱了蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)合力。王說：“那么我們就可以理解銀引起的蛋白質(zhì)更快的動力學(xué)?！薄爱?dāng)?shù)鞍踪|(zhì)與DNA結(jié)合時，它會隨著DNA緩慢移動，而DNA是細(xì)菌中的一個巨大分子。相反，用銀處理時，蛋白質(zhì)會從DNA上脫落并自行移動，因此移動速度更快?！?
銀離子引起的DNA分離的觀察來自王和他的同事對彎曲DNA的早期工作。他們的方法(現(xiàn)在正在申請專利)是通過彎曲DNA鏈來施加張力，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，這項由美國國家科學(xué)基金會資助的研究證實了研究活細(xì)菌中單個蛋白質(zhì)動力學(xué)的想法。這種方法可以幫助研究人員了解細(xì)菌對銀納米粒子的實時反應(yīng)，而這種方法旨在解決這個問題。對常用抗生素耐藥的所謂“超級細(xì)菌”。
王說，“我們最終要做的是利用從這個項目中獲得的新知識，基于銀納米粒子制造更好的抗生素?！?
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