Nowy fototransformer pozwala szkodzić szkodliwym, oszczędzając sprzymierzeńców

Nowa metoda fototermiczna może pomóc w walce z lekoopornością. Opracowany przez Chińczyków 3-elementowy czynnik przekształca światło (bliską podczerwień) w ciepło. Ponieważ uaktywnić go mogą tylko patogeny, np. pałeczki okrężnicy (Escherichia coli), neutralnym i korzystnym dla naszych organizmów bakteriom nic się nie dzieje.

W metodach fototermicznych podczas ekspozycji na światło rośnie temperatura, co prowadzi do denaturacji białek drobnoustrojów. By tak się stało, dana substancja musi jednak skutecznie transformować światło w ciepło. Jak tłumaczą autorzy publikacji z pisma Angewandte Chemie, wcześniejsze transformery fototermiczne wiązały się z bakteriami niespecyficznie na drodze oddziaływań elektrostatycznych. W takiej sytuacji nie było zaś mowy o wybiórczym hamowaniu konkretnych bakterii.

Mając to na uwadze, zespół Jianga-Fei Xu i Xi Zhana z Tsinghua University w Pekinie oraz Chińskiej Akademii Nauk opracował czynnik fototermiczny, który może zostać uaktywniony tylko przez same bakterie, a konkretnie przez bakterie fakultatywnie (względnie) beztlenowe.

Fototransformer Chińczyków składa się z 3 elementów. Pałeczkowaty rdzeń stanowi pochodna (monomer) diimidu perylenowego, której oba końce są schowane w makrocyklicznych "kulach" - kukurbiturilu. Kule zapobiegają niespecyficznemu łączeniu z błonami bakterii i agregowaniu pałeczek.

Pewne czynniki mogą redukować diimid do anionorodników. Co ważne, potrafią to też względnie beztlenowe bakterie, np. E. coli. Reakcja zmienia właściwości optyczne kompleksu - anion pochłania bliską podczerwień i uwalnia energię w postaci ciepła. Okolice pałeczek okrężnicy stają się bardzo gorące, a w końcu bakterie giną.

Laseczkom siennym (Bacillus subtilis) nic się nie dzieje, bo nie umieją one uruchomić transformera.

Specjaliści uważają, że za reakcję redukcji i włączenie fototransformera odpowiadają enzymy - hydrogenazy. Duże ich ilości znajdują się wyłącznie w błonach bakterii beztlenowych i fakultatywnie beztlenowych.

metoda fototermiczna fototransformer bakterie lekooporność fakultatywna beztlenowość hydrogenazy Jiang-Fei Xu Xi Zhang