A béta-laktamáz enzim szerepének és a béta-laktám antibiotikumok hatásának vizsgálata a Streptomyces griseus NRRL B-2682-es törzsben

Abstract

Új lokalizációjú ß-laktamáz enzimet izoláltunk a Streptomyces griseus NRRL B-2682 törzsből, az enzimnek membránhoz kötött és extracelluláris formáját is kimutattuk. A két különböző enzimforma, biokémiai sajátságai alapján, feltehetően ugyanannak a fehérjének eltérően „processzált” formája. Az extracelluláris ß-laktamáz N-terminális szekvenciája egy másik S. griseus törzs D-aminopeptidáz enzimével mutat nagyfokú hasonlóságot. A ß-laktamáz enzim extracelluláris térbe történő szekréciója függ a törzs differenciálódási folyamatának stádiumától, hiszen a nem spórázó, spontán mutáns törzsekben (spo1-, spo2-, spo3-) csak a membránhoz kötött enzimforma mutatható ki. Ezzel összhangban, ha a vad típusú S. griseus spórázását meggátoljuk, a törzs nem választja ki a ß-laktamáz enzimet az extracelluláris térbe. A nem spórázó törzsben globomycin hatására felszabadul a membránból a ß-laktamáz enzim, így feltételezzük, hogy a II. típusú szignál-peptidáz enzim vesz részt az enzim „processzingjében „. A spórázásban gátolt körülmények között növő vad típusú S. griseus tenyészetében a peptidoglikán sejtfal fragmentek és sejtfal analógok, a sejtfal szintézisét gátló antibiotikumok (penicillin, ampicillin, cefalosporinok és a vancomycin) kiváltották a ß-laktamáz enzim szekrécióját, és ezzel párhuzamosan helyreállították a spórázást is folyadék és szilárd médiumon egyaránt. A peptidoglikán sejtfal bioszintézisét gátló, és a sejtfal autolízisét indukáló ß-laktám antibiotikumok hatását tanulmányoztuk a plazmamembrán elektrofiziológiai állapotára a Streptomyces griseus NRRL B-2682 törzsben. Egy fluoreszcens esszét alkalmazva a ΔΨ szenzitív DiOC6(3)-tal vizsgáltuk a S. griseus protoplasztjainak membránpotenciálját. Kimutattuk, hogy a ß-laktám antibiotikumok – penicillin G, ampicillin, cephaloridin, cefamandol és cefotaxim – koncentráció és életkorfüggő módon ΔΨ csökkenést, depolarizációt okoznak ebben a törzsben. A ß-laktám vegyületek inaktív komponenseinek, mint például penicillamin, 6-aminopenicillin-sav és a biológiailag inaktív hidrolizált származéknak, a penicilloesavnak nincs depolarizáló hatása a protoplasztok membránpotenciáljára. Bizonyítottuk, hogy a nem specifikus, kation-csatornaképző ionofór, a gramicidin D nemcsak a plazmamembránt depolarizálta, hanem a sejtfal lízisét is indukálta. Megfigyeléseink alapján feltételezzük, hogy a transzmembrán potenciál értékének megváltozása fontos lépés lehet a sejtfal autolízisénak triggerelésében a Streptomyces griseus törzsben.