分解生物膜和食物的酶:各自怎么工作

酶是只剪断一种特定化学键的蛋白质。右旋糖酐酶剪断牙菌斑的糖胶;木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶剪断蛋白质;溶菌酶剪断细菌细胞壁;葡萄糖氧化酶把葡萄糖变成温和的抗菌剂。它们都不做大面积杀菌。它们靠拆掉结构起作用——所以人们研究它们对付生物膜,而不是当抗生素用。

酶会杀死细菌吗? — 上午晚些时候的阳光里,一位女性在餐桌旁切菠萝和木瓜

这套系统是什么

生物膜里的细菌,靠的与其说是自身的强韧,不如说是周围那层东西:它们自己分泌出来的糖、蛋白质和 DNA 组成的基质。酶攻击的是这层基质,不是细胞。每一种酶都是一把分子剪刀,只有一种刃口形状。

右旋糖酐酶剪断右旋糖酐——口腔链球菌用蔗糖搭出来、用于把牙菌斑锚住的一串葡萄糖。剪断这条链,生物膜就失去了骨架。

木瓜蛋白酶(来自木瓜)和菠萝蛋白酶(来自菠萝)是蛋白酶:它们剪断蛋白质。在口腔里,它们松动牙面上的蛋白膜和细菌赖以定居的碎屑;在肠道里,它们不过是帮着消化食物里的蛋白质。

溶菌酶是人体自己的酶,在唾液和泪液里含量丰富。它剪断革兰氏阳性菌的肽聚糖壁;壁一没,细胞就胀破。

葡萄糖氧化酶把葡萄糖和氧变成葡萄糖酸和过氧化氢——一小份局部的抗菌剂,正好喂给口腔自己的过氧化物酶系统。

插图:一个折叠的酶蛋白把糖链含在凹槽里,剪断其中一个连接,断点标成珊瑚色,背光温暖

人人都会问的三个问题

酶会杀死细菌吗? 大多不会。溶菌酶对某些物种会。其余的只是拆掉细菌藏身的结构,让唾液、刷牙或免疫系统来收尾。

它们安全吗? 它们是蛋白质,身体会把它们消化掉。对这两种水果过敏的人,木瓜蛋白酶和菠萝蛋白酶可能引发过敏。浓度和接触时间很关键,而这两项在各项研究之间差别很大。

它们能代替刷牙吗? 不能。它们把基质泡软。把牙菌斑从牙齿上弄下来的,仍然是机械清除。

科学能说什么,还不能说什么

插图:一串串圆形细菌被糖链织成的网兜住;酶蛋白在青柠色的位置剪断糖链,被放开的细菌飘散开,仍然完好

能说的是:右旋糖酐是牙菌斑的结构性糖胶,右旋糖酐酶在实验室里能把它降解;蛋白酶和溶菌酶在体外能削弱生物膜;葡萄糖氧化酶在局部生成过氧化氢。

还不能说的是:在人的嘴里,几个月下来任何一种酶能清掉多少生物膜;哪种组合最好;以及用酶是否改变龋齿或牙周病的结局。带临床终点的长期人体试验还缺席。

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