Новые антибиотики могут сделать пищу безопасной, а коров здоровыми
Источник: L. Brian Stauffer
Болезни пищевого происхождения могут в скором времени остаться в прошлом благодаря новой молекуле, обнаруженной химиками из Университета штата Иллинойс. Новый антибиотик, аналог широко используемого пищевого консерванта, под названием низин, имеет потенциал, чтобы стать благом для молочной промышленности в лечении бычьего мастита.
Природный антибиотик низин встречается в молоке, он является продуктом бактерий, проживающих в вымени коровы. Это помогает сохранять молоко от порчи и убивает широкий спектр бактерий, которые вызывают болезни пищевого происхождения, в частности листерий и клостридий. Он был утвержден в качестве пищевой добавки в 1969 году, и с тех пор стал распространен в пищевой промышленности в более чем 50 странах мира.
“Это хорошо, знать, что есть натуральные продукты, добавляемые в нашу пищу для защиты от болезней”,- говорит ведущий исследователь Уилфред ван дер Донк (Wilfred van der Donk), профессор химии в штате Иллинойс. “Многие, наверное, даже не понимают этого, или думают, что это своего рода ненатуральные химические вещества. Прошлым летом у нас была вспышка листериоза, и это хороший пример, когда люди умирали от патогенов в продуктах питания. Вы не часто слышите о таких вспышках, и это отчасти потому, что в пищу добавляют соединения, которые убивают патогенные микроорганизмы”.
Низин также может использоваться для лечения бычьего мастита, инфекции у коров, которая стоит миллиардов молочной промышленности каждый год. Низин присутствует в малых концентрациях в молоке, фермерам, использующим его для лечения мастита не придется отказываться от молока и мяса у подопытных животных.
Тем не менее, при всей его полезности, низин имеет свои недостатки. Он производится в кислой среде, но она становится неустойчивой при нейтральном уровне рН, необходимая для многих продуктов или лекарственных препаратов. Он также теряет устойчивость при высоких температурах, что ограничивает его применение.
При изучении генома другой бактерии, которая живет при высоких температурах, группа Ван дер Донка нашла гены для создания молекулы с аналогичной структурой и функциями низина. Они выделили гены и вживили их в кишечную палочку, чтобы они могли производить новый антибиотик, названный геобацилином (geobacillin), в достаточно больших количествах, чтобы изучить его структуру и функции.
“Как выяснилось, геобацилин является более стабильным, как в отношении рН так и температуры”, — сказал Ван-дер-Донк. “Мы считаем, что это хорошая новость для возможного использования геобацилинв пищевой промышленности”.
Низин и геобацилин, связываясь с молекулой возбудителем, протыкают отверстия в мембране бактериальной клетки, быстро убивая захватчика. Тем не менее, два антибиотика имеют незначительные конструктивные отличия.
Команда проверила геобацилин против ряда пищевых и болезнетворных бактерий и обнаружила, что он так же эффективен или более эффективен, чем низин, в зависимости от типа бактерий. Самое главное, она была в три раза более активна в отношении основных заразных бактерий, ответственных за бычий мастит. Инфекционный мастит является разрушительным для молока, так как бактерии могут быстро распространиться по всему стаду. Широкий спектр деятельности геобацилина делает его очень привлекательным вариантом лечения.
Далее, исследователи планируют проверить геобацилин против широкого спектра болезнетворных бактерий. Исследователи надеются, что его улучшенная стабильность позволит использовать геобацилин в широком спектре медицинских препаратов, который низин не мог охватить. Эти препараты успешно смогут противостоять говяжему маститу и, возможно, болезням человека.
“Низин был очень перспективным в начале доклинических испытаний, благодаря его эффективности против множества лекарственно устойчивых бактерий в опытах с мышами”,- сказал Ван дер Донк, “но из-за его нестабильности, он имеет очень короткий период полураспада в крови. Сейчас мы проверяем геобацилин на стабильность свертываемости”.
Исследователи опубликовали результаты своих исследований в Трудах Национальной академии наук.
© 2012 Мир Инноваций
