Найдена универсальная защита для зубов

Голландские исследователи из университета Гронингена расшифровали структуру и механизм функционирования глюкансахаразы – фермента, обеспечивающего формирование бактериального налета на зубах.

Авторы проанализировали структуру глюкансахаразы, вырабатываемой населяющими ротовую полость и пищеварительный тракт лактобактериями Lactobacillus reuteri. С помощью глюкансахаразы эти микроорганизмы превращают углеводы пищи в длинные полисахаридные цепочки, а получающуюся в результате клейкую субстанцию используют для прикрепления к зубной эмали. Бактерии группы стрептококков Streptococcus mutans, являющиеся основной причиной развития кариеса, используют аналогичный механизм для прикрепления к эмали, после чего они начинают расщеплять углеводы с высвобождением разрушающих зубы кислот.

С помощью метода трехмерной белковой кристаллографии авторам удалось расшифровать уникальную структуру молекулы глюкансахаразы. Ее уникальность обусловлена тем, что отдельные домены белковой глобулы формируются не одной линейной аминокислотной цепочкой, а двумя цепочками, соединяющимися в виде U-образной структуры.

Расшифровка трехмерной структуры молекулы пролила свет на механизм функционирования фермента. Традиционно считалось, что он имеет два активных центра, один из которых расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу, а второй – добавляет молекулы глюкозы к растущей полисахаридной цепочке. К удивлению специалистов оказалось, что оба этапа происходят в единственном активном центре фермента.

Полученная исследователями информация является ключом к созданию специфических ингибиторов глюкансахаразы. До сих пор ученым удавалось синтезировать ингибиторы, которые блокировали не только глюкансахаразу, но и амилазу – содержащийся в слюне фермент, необходимый для расщепления крахмала.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).