ฟันผุกลายเป็นอดีตไปแล้ว? เอนไซม์ที่มีหน้าที่ในการขจัดคราบจุลินทรีย์ที่เกาะฟัน

ผลการวิจัยได้รับการเผยแพร่ในสัปดาห์นี้ในวารสารProceedings of the National Academy of Sciences (PNAS ) นักวิจัยของมหาวิทยาลัย Groningen วิเคราะห์กลูแคนซูคราสจากแบคทีเรียกรดแลกติกLactobacillus reuteriซึ่งมีอยู่ในปากและทางเดินอาหารของมนุษย์ แบคทีเรียใช้เอนไซม์กลูแคนซูคราสเพื่อเปลี่ยนน้ำตาลจากอาหารให้เป็นสายโซ่น้ำตาลที่ยาวและเหนียว พวกเขาใช้กาวนี้เพื่อยึดติดกับเคลือบฟัน สาเหตุหลักของฟันผุ แบคทีเรียStreptococcus mutansก็ใช้เอนไซม์นี้เช่นกัน เมื่อติดกับเคลือบฟันแล้ว แบคทีเรียเหล่านี้จะหมักน้ำตาลและปล่อยกรดที่ละลายแคลเซียมในฟัน นี่คือการพัฒนาของโรคฟันผุ โครงสร้างสามมิติ นักวิจัยสามารถอธิบายโครงสร้างสามมิติ (3D) ของเอนไซม์ได้ด้วยการใช้ผลึกศาสตร์ของโปรตีน นักวิจัยของ Groningen เป็นคนแรกที่ประสบความสำเร็จในการตกผลึกกลูแคนซูคราส โครงสร้างผลึกเผยให้เห็นว่ากลไกการพับของโปรตีนนั้นไม่เหมือนใคร โดเมนต่างๆ โรคฟันผุ ของเอนไซม์ไม่ได้เกิดขึ้นจากสายโซ่กรดอะมิโนเส้นเดียว แต่มาจากสองส่วนที่ประกอบกันผ่านโครงสร้างรูปตัวยูของสายโซ่ นี่เป็นรายงานฉบับแรกเกี่ยวกับกลไกการพับดังกล่าวในเอกสาร กลไกการทำงาน การคลี่คลายโครงสร้าง 3 มิติทำให้นักวิจัยมีข้อมูลเชิงลึกโดยละเอียดเกี่ยวกับกลไกการทำงานของเอนไซม์ เอนไซม์จะแยกน้ำตาลซูโครสออกเป็นฟรุกโตสและกลูโคส จากนั้นจึงเพิ่มโมเลกุลของกลูโคสลงในสายโซ่น้ำตาลที่กำลังเติบโต จนถึงปัจจุบัน ชุมชนวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่ากระบวนการทั้งสองดำเนินการโดยส่วนต่างๆ ของเอนไซม์ อย่างไรก็ตาม แบบจำลองที่สร้างขึ้นโดยนักวิจัยของ Groningen ได้เปิดเผยว่ากิจกรรมทั้งสองเกิดขึ้นในบริเวณที่ใช้งานเดียวกันของเอนไซม์ สารยับยั้ง Dijkhuizen คาดว่าสารยับยั้งเฉพาะสำหรับเอนไซม์กลูแคนซูคราสอาจช่วยป้องกันการติดเชื้อแบคทีเรียกับเคลือบฟัน ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างและกลไกการทำงานของเอนไซม์มีความสำคัญต่อการพัฒนาสารยับยั้งดังกล่าว จนถึงตอนนี้ การวิจัยดังกล่าวยังไม่ประสบผลสำเร็จ Dijkhuizen กล่าว: 'สารยับยั้งต่างๆ ที่ศึกษาไม่เพียงแต่สกัดกั้นกลูแคนซูคราสเท่านั้น แต่ยังยับยั้งเอนไซม์ย่อยอาหารอะไมเลสในน้ำลายของเรา ซึ่งจำเป็นต่อการย่อยสลายแป้ง' วิวัฒนาการ โครงสร้างผลึกยังให้คำอธิบายสำหรับการยับยั้งสองครั้งนี้ ข้อมูลที่เผยแพร่โดยนักวิทยาศาสตร์ของ Groningen แสดงให้เห็นว่าโปรตีนกลูแคนซูคราสน่าจะพัฒนามาจากเอนไซม์อะไมเลสที่ย่อยสลายแป้ง Dijkhuizen กล่าวว่า 'เรารู้แล้วว่าเอนไซม์ทั้งสองคล้ายกัน' แต่โครงสร้างผลึกเผยให้เห็นว่าไซต์ที่ใช้งานอยู่นั้นเหมือนกันทุกประการ สารยับยั้งในอนาคตจึงจำเป็นต้องมุ่งตรงไปยังเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจงมาก เนื่องจากเอนไซม์ทั้งสองมีความเกี่ยวข้องกันในเชิงวิวัฒนาการ' ยาสีฟันและขนม Dijkhuizen ชี้ให้เห็นว่าในอนาคตอาจมีการเพิ่มสารยับยั้งกลูแคนซูคราสในยาสีฟันและน้ำยาบ้วนปาก 'แต่อาจเป็นไปได้ที่จะเพิ่มลงในขนมหวาน' เขาแนะนำ 'ตัวยับยั้งอาจป้องกันไม่ให้น้ำตาลที่ปล่อยออกมาในปากทำให้เกิดความเสียหาย' อย่างไรก็ตาม Dijkhuizen ไม่คาดหวังว่าแปรงสีฟันจะมีอายุการใช้งาน: 'จำเป็นต้องทำความสะอาดฟันของคุณเสมอ'