Прорыв в стоматологических исследованиях зубного налета

Профессора Гронингенского университета Бок Диджкстра и Лабберт Диджхуизен расшифровали структуру и функциональный механизм фермента глюкансахарозы, который отвечает за прилипание зубного налета к зубам. Это открытие поможет найти вещества, которые ингибируют этот фермент. Только добавьте такое вещество к зубной пасте, или даже в конфеты, и кариес навсегда уйдёт в прошлое.

Результаты исследования были опубликованы на этой неделе в журнале Национальной Академии Наук (PNAS).

Гронингенский исследовательский университет проанализировал влияние глюкансахарозы на обработку молочнокислотных бактерий. Лактобактерии, которые присутствует во рту и пищеварительном трактате человека, используют этот фермент, чтобы преобразовать сахар из пищи в длинные, липкие углеводные цепочки. Они использовали этот клей, чтобы присоединиться к зубной эмали.  Основная причина разрушения зуба, бактерия Streptococcus mutans, также использует этот фермент. Прилипшие к зубной эмали, под воздействием фермента лактобактерии выпускают кислоты, которые растворяют кальций в зубах. Так и развивается кариес.

•Трехмерная структура

Используя кристаллографию белка, исследователи смогли объяснить трехмерную структуру фермента. Гронингенские исследователи стали первыми, кто сумел кристаллизовать глюкансахарозу. Кристаллическая структура показала, что сворачивающийся механизм белка уникален. Различные области фермента не сформированы из единственной, линейной цепи аминокислоты, а состоят из двух частей, которые собираются через структуру U- образной цепи; это - первое сообщение относительно такого механизма сворачивания в литературе.

•Функциональный механизм

Распутывание трехмерной структуры предоставляло исследователям детальное понимание функционального механизма фермента. Фермент расщепляет сахарозу на фруктозу и глюкозу, а затем добавляют молекулу глюкозы к растущей сахарной цепи. До сих пор научное сообщество предполагало, что оба процесса выполняются различными частями фермента. Однако, модель, созданная Гронингенскими исследователями, показала, что оба действия происходят в одном и том же активном центре фермента.

•Ингибиторы

Профессор Диджхуизен ожидает, что определенные ингибиторы для фермента глюкансахароза могут помочь предотвратить присоединение бактерий к зубной эмали. Информация о структуре и функциональном механизме фермента крайне важна для разработки таких ингибиторов. До настоящего времени такие исследования не имели успеха, заявляет Диджхуизену: “Различные ранее изучаемые ингибиторы не только блокировали глюкансахарозу, но также и пищеварительную амилазу, фермент нашей слюны, который необходим для расщепления крахмала”.

•Зубная паста и конфеты

Профессор Диджхуизен указывает, что в будущем глюкансахароза ингибиторы могут быть добавлены к зубной пасте и жидкости для полоскания полости рта. Возможно, даже добавлять его к конфетам, и тогда ингибитор мог бы предотвратить вред наносимый зубам сахаром, расщепляемым во рту, во время еды. Однако Диджхуизен не ожидает, что зубные щетки уйдут в прошлое. Всегда будет необходимо чистить зубы.

Источники: Университет Гронингена