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Atomic Force Microscopy Investigation of the Contributions of Listeria monocytogenes Cell-Wall Biomacromolecules to Their Adherence and Mechanics.
The Journal of Physical Chemistry B ( IF 2.8 ) Pub Date : 2020-06-16 , DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c04025 F Pinar Gordesli-Duatepe 1 , Bong J Park 2 , Leen H Kawas 3 , Nehal I Abu-Lail 4
The Journal of Physical Chemistry B ( IF 2.8 ) Pub Date : 2020-06-16 , DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c04025 F Pinar Gordesli-Duatepe 1 , Bong J Park 2 , Leen H Kawas 3 , Nehal I Abu-Lail 4
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In this work, the contributions of the pathogenic Listeria monocytogenes cell-wall biomacromolecules to the bacterial mechanics and adhesion to a model inert surface of silicon nitride in water were investigated by atomic force microscopy. Chemical ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and biological enzymatic trypsin treatments of cells were performed to partially or totally remove the bacterial cell-wall proteins and carbohydrates. Removal of 48.2% proteins and 29.2% of carbohydrates from the cell-wall of the bacterium by the EDTA treatment resulted in a significant decrease in the length of the bacterial cell-wall biomacromolecules and an increase in the rigidity of the bacterial cells as predicted from fitting a model of steric repulsion to the force–distance approach data and classic Hertz model to the indentation-force data, respectively. In comparison, removal of almost all the cell-wall proteins (99.5% removal) and 8.6% of cell-wall carbohydrates by the trypsin treatment resulted in an increase in the elasticity of the bacterial cells, an increase in the extension of the cell-wall biomacromolecules, and a significant decrease in their apparent grafting densities. In addition, adhesion strength of native-untreated L. monocytogenes to silicon nitride in water decreased by 30% on average after the EDTA treatment and further decreased by 60% on average after the trypsin treatment, showing a positive correlation with the% removal of cell-wall proteins by the EDTA and trypsin treatments, respectively.
中文翻译：
单核细胞增生李斯特菌细胞壁生物大分子对其粘附和力学的贡献的原子力显微镜研究。
在这项工作中，致病性单核细胞增生性李斯特菌的贡献通过原子力显微镜研究了细胞壁生物大分子对细菌力学的作用以及对水中氮化硅模型惰性表面的粘附性。进行了化学乙二胺四乙酸（EDTA）和生物酶胰蛋白酶处理细胞，以部分或全部去除细菌细胞壁蛋白和碳水化合物。通过EDTA处理从细菌的细胞壁中除去48.2％的蛋白质和29.2％的碳水化合物，导致细菌细胞壁生物大分子的长度显着减少，并且细菌细胞的刚度增加，如分别将空间排斥模型与力-距离方法数据拟合，将经典赫兹模型与压痕力数据拟合。相比之下，去除几乎所有的细胞壁蛋白（99。胰蛋白酶处理可去除5％的细胞壁碳水化合物和8.6％的细胞壁碳水化合物），从而导致细菌细胞的弹性增加，细胞壁生物大分子的延伸范围增加以及其表观移植密度显着降低。此外，未经处理的天然胶粘强度EDTA处理后，单核细胞增生李斯特氏菌对水中氮化硅的影响平均降低30％，胰蛋白酶处理后，其进一步平均降低60％，与EDTA和胰蛋白酶处理对细胞壁蛋白的去除百分比呈正相关， 分别。
更新日期：2020-07-16
中文翻译：
单核细胞增生李斯特菌细胞壁生物大分子对其粘附和力学的贡献的原子力显微镜研究。
在这项工作中，致病性单核细胞增生性李斯特菌的贡献通过原子力显微镜研究了细胞壁生物大分子对细菌力学的作用以及对水中氮化硅模型惰性表面的粘附性。进行了化学乙二胺四乙酸（EDTA）和生物酶胰蛋白酶处理细胞，以部分或全部去除细菌细胞壁蛋白和碳水化合物。通过EDTA处理从细菌的细胞壁中除去48.2％的蛋白质和29.2％的碳水化合物，导致细菌细胞壁生物大分子的长度显着减少，并且细菌细胞的刚度增加，如分别将空间排斥模型与力-距离方法数据拟合，将经典赫兹模型与压痕力数据拟合。相比之下，去除几乎所有的细胞壁蛋白（99。胰蛋白酶处理可去除5％的细胞壁碳水化合物和8.6％的细胞壁碳水化合物），从而导致细菌细胞的弹性增加，细胞壁生物大分子的延伸范围增加以及其表观移植密度显着降低。此外，未经处理的天然胶粘强度EDTA处理后，单核细胞增生李斯特氏菌对水中氮化硅的影响平均降低30％，胰蛋白酶处理后，其进一步平均降低60％，与EDTA和胰蛋白酶处理对细胞壁蛋白的去除百分比呈正相关， 分别。
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