Erkennen Cortex Fragmente während der bakteriellen Sporenauskeimung

Endospores metabolisch ruhenden Formen von Bakterien, die Bakterien erlauben, in ungünstigen Umgebungen zu bestehen. In vielen sporenbildenden Bakterien, wird die Sporenbildung von Nährstoffmangel induziert aber dieser Prozess kann ¹ durch Änderungen der pH – Wert, der Exposition gegenüber Sauerstoff oder anderen Spannungen gesteuert werden. Während in ihrer metabolisch ruhenden Sporenform, wider Bakterien UV – Strahlung, Austrocknung, höhere Temperaturen und Einfrieren ^2. Der größte Teil des Wissens über die Sporulation Prozess stammt aus Studien im Modellorganismus Bacillus subtilis. Die Sporulation Prozess beginnt mit der DNA – Replikation und die Bildung eines axialen Glühfaden ^3,4. Eine asymmetrische Septum teilt sich dann die Zelle in zwei ungleich große Fächer. Die größere Kammer, die Mutterzelle, verschlingt die kleinere Kammer, die forespore. Sowohl die Mutterzelle und forespore Genexpression koordinieren, um die Sporen und die Mutterzelle zu reifen schließlich lysiert, die Freigabe der dormant Sporen in die Umgebung ^1.

Die Sporen Struktur und Zusammensetzung ist in vielen Bakterienarten konserviert. Die Spore Kern hat einen geringeren Wassergehalt als die vegetative Zelle und ist reich mit Dipicolinsäure (DPA) ^1,2. Während die Sporenbildung wird DPA in die Spore Kern im Austausch für Wasser gepumpt. Den Kern umgibt , ist eine innere Membran sporen wo in den meisten sporenbildenden Bakterien, die Rezeptoren , die die kleinen Moleküle erkennen , die Keimung (Keimungsmittel) stimulieren ² befindet. Das Hotel liegt etwas außerhalb der inneren Membran der Spore ist eine Schicht aus Zellwandpeptidoglycan. Eine spezialisierte Peptidoglycan Schicht (Cortex) umgibt die Peptidoglycan-Zellwand und viele der gleichen Komponenten wie Zellwandpeptidoglycan [alternierende N-Acetylglucosamin (NAG) und N-Acetylmuraminsäure (NAM)] zusammengesetzt ist. Jedoch etwa 50% der NAM – Reste in der Hirnrinde haben muramic-δ-lactam ^5,6 umgewandelt </sup>. Während der Sporenkeimung, diese muramic-δ-Lactam-Reste werden durch die Sporenrinde lytische Enzyme (SCLEs) erkannt, so dass die Rinde ermöglicht abgebaut werden (ein Prozess wesentlich Keimung abzuschließen), aber nicht die Zellwand. Die Rinde umgibt , ist eine äußere Membran und mehrere Schichten von Hüllproteinen ^2.

den Prozess der Keimung Steuerung ist von entscheidender Bedeutung für die sporenbildende Bakterien. Die Keimung wird eingeleitet , wenn Keimungsinduktor Rezeptoren interagieren mit ihren jeweiligen Keimungsmittel ^2. In vielen sporenbildende Bakterien sind diese Keimungsmittel Aminosäuren, Zucker, Nukleotide, Ionen oder Kombinationen davon . ² C. difficile Sporenkeimung durch Kombinationen bestimmter Gallensäuren, [zB Taurocholsäure (TA)] und Aminosäuren (beispielsweise Glycin) ^7-10 eingeleitet. Obwohl es Unterschiede zwischen der C. difficile Keimung Weg und die untersuchten Wege in andere sporenbildendeBakterien, wie B. subtilis, allen gemeinsam ist die absolute Notwendigkeit der Spore Kortex abzubauen eine vegetative Zelle zu ermöglichen , von der gekeimten Spore ^2,8 zu wachsen. Cortex Abbau kann durch die SCLEs CwlJ / SLEB erreicht werden oder SLEC (wie in B. subtilis gefunden) (wie in vielen Clostridia gefunden). Cortex Hydrolyse verringert die Beschränkung der Zellwand und der Spore. Dies ermöglicht eine volle Kern Rehydratisierung notwendiger Schritt in ² viele der Proteine ​​, die für den Zellstoffwechsel zu reaktivieren.

Wenn Sporen keimen, die ruhende Sporen ändert sich von einem phasen hellen Zustand in einen Phase-Dunkel-Zustand und dieser Prozess kann durch eine Veränderung der optischen Dichte (OD) bei 600 zu messen nm ^11. Ein früherer Bericht legt nahe , dass ein großer Teil dieser Änderung in der OD auf die Freisetzung von DPA aus der Spore ¹² zurückzuführen ist. Während unserer Studie haben wir versucht , den Zeitpunkt C zu vergleichen difficile Sporenkeimung und überwacht dieFreisetzung von DPA und Cortex – Fragmente ^9. Für diese Studie war es wichtig, die Freisetzung von Cortex-Fragmente zu überwachen, wie sie begann von keimen Sporen freigesetzt werden.

Die kolorimetrischen Test hier verwendet wurde , basiert auf einem Verfahren zur Bereitstellung von Zuckern mit reduzierenden Enden entwickelt Ghuysen et al erfasst wird . ^13. Weil andere ¹⁴ – Protokolle zum Nachweis von reduzierenden Zuckern beschrieben haben oder diese Protokolle ¹⁵ modifiziert, kann die Literatur zu diesem Thema verwirrend sein. Hier stellen wir ausführlich die Schritt- für -Schritt – Verfahren zur kolorimetrischen Detektion von Zuckern befreit keimen C. Reduktions difficile – Sporen. Obwohl diese Studie verwendet C. difficile – Sporen sind die reduzierenden Zucker während der Keimung von Sporen von anderen sporenbildenden Bakterien freigesetzt können mit diesem Protokoll ^9,16,17 erkannt werden.