Войти
Протеин TolC, компонент внешней мембраны трехкомпонентного оттока в Escherichia coli. 
AcrB, другой компонент насос, Escherichia coli. Все микроорганизмы, за некоторыми исключениями, имеют в своем геноме высококонсервативные последовательности ДНК, которые транскрибируются и транслируются в эффлюксные насосы. Отводящие насосы способны выводить из клеток различные токсичные соединения, такие как антибиотики, тяжелые металлы, органические загрязнители, соединения растительного происхождения, сигналы кворума, бактериальные метаболиты и нейротрансмиттеры через активный отток, который является жизненно важной частью метаболизма ксенобиотиков. Этот активный механизм оттока отвечает за различные типы устойчивости к бактериальным патогенам у видов бактерий, наиболее беспокоящим из которых является устойчивость к антибиотикам, поскольку микроорганизмы могут приспособить оттокные насосы для вывода токсинов из цитоплазмы во внеклеточную среду.
Отток. Системы функционируют через энергозависимый механизм (активный транспорт ) для откачки нежелательных токсичных веществ через специальные откачивающие насосы. Некоторые системы оттока являются лекарственными средствами, тогда как другие могут вмещать несколько лекарств с небольшими переносчиками множественной лекарственной устойчивости (SMR).
Отводящие насосы - это белковые переносчики, локализованные в цитоплазматической мембране Ячейки всевозможные. Они являются активными переносчиками, что означает, что им требуется источник химической энергии для выполнения своей функции. Некоторые из них являются первичными активными переносчиками, использующими гидролиз аденозинтрифосфата в качестве источника энергии, тогда как другие являются вторичными активными переносчиками (унипортерами, симпортеры или антипортеры ), в которых транспорт связан с разностью электрохимических потенциалов, создаваемой закачкой водорода или натрия ионов в ячейку.
переносчики бактериального оттока подразделяются на пять основных суперсемейств на основе их аминокислотной последовательности и источника энергии, используемого для экспорта их субстратов:
Из них только суперсемейство ABC является первичными переносчиками, остальные являются вторичными переносчиками, использующими градиент протонов или натрия в качестве источника энергии. В то время как MFS доминирует у грамположительных бактерий, семейство RND когда-то считалось уникальным для грамотрицательных бактерий. С тех пор они были обнаружены во всех основных царствах.
Оттокные насосы обычно состоят из белка внешней мембраны, среднего периплазматического белка, белка внутренней мембраны и трансмембранного протока. Трансмембранный проток расположен во внешней мембране клетки. Проток также связан с двумя другими белками: белком периплазматической мембраны и интегральным мембранным транспортером. Белок периплазматической мембраны и белок внутренней мембраны системы связаны, чтобы контролировать открытие и закрытие протока (канала). Когда токсин связывается с этим белком внутренней мембраны, белки внутренней мембраны вызывают биохимический каскад, который передает сигналы белку периплазматической мембраны и белку внешней мембраны, чтобы открыть канал и вывести токсин из клетки. Этот механизм использует энергозависимое белок-белковое взаимодействие, которое генерируется переносом токсина для иона H + внутренним мембранным транспортером.
Хотя антибиотики являются наиболее клинически важные субстраты систем оттока, вероятно, что большинство оттокных насосов имеют другие естественные физиологические функции. Примеры включают:
Способность систем оттока распознавать большое количество com фунтов, кроме их природных субстратов, вероятно, потому что распознавание субстрата основано на физико-химических свойствах, таких как гидрофобность, ароматичность и ионизируемый характер, а чем по определенным химическим свойствам, как в классическом распознавании фермента - субстрата или лиганда - рецептора. Поскольку большинство антибиотиков представляют собой амфифильные молекулы, обладающие как гидрофильными, так и гидрофобными характеристиками, они легко распознаются многими оттоком насосов.
Влияние механизмов оттока на устойчивость к противомикробным препаратам большая; это обычно объясняется следующим:
В эукариотических клетках существование оттокных насосов было известно с момента открытия P -гликопротеин в 1976 году Джулиано и Линг. Оттокные насосы являются одной из основных причин устойчивости эукариотических клеток к противоопухолевым препаратам. Они включают переносчики монокарбоксилатов (MCT), белки множественной лекарственной устойчивости (MDR), также называемые P-гликопротеином, белки, ассоциированные с множественной лекарственной устойчивостью (MRP), переносчики пептидов (PEPT) и переносчики Na + фосфата (NPTs).). Эти переносчики распределяются по определенным участкам проксимального канальца почек, кишечника, печени, гематоэнцефалического барьера и других участков головного мозга.
В настоящее время проводится несколько испытаний по разработке лекарств, которые можно вводить совместно с антибиотиками, чтобы действовать как ингибиторы опосредованной оттоком экструзии антибиотиков. На данный момент ни один из ингибиторов оттока не был одобрен для терапевтического использования, но некоторые из них используются для определения распространенности оттока в клинических изолятах и в исследованиях клеточной биологии. Верапамил, например, используется для блокирования опосредованного P-гликопротеином оттока ДНК-связывающих флуорофоров, тем самым облегчая сортировку флуоресцентных клеток по содержанию ДНК. Было показано, что различные натуральные продукты ингибируют отток бактерий, включая каротиноиды капсантин и капсорубин, флавоноиды ротенон и хризин. и алкалоид лизергол. Некоторые наночастицы, например оксид цинка, также подавляют отток бактерий.
