Theoretische achtergrond

Algemene kenmerken
S. aureus is een bolvormige bacterie (coccus) die onder de microscoop te zien is in tweetallen, rijen of in groepjes. Deze organismen zijn Gram-positief. Enkele stammen zijn in staat om een zeer hitte stabiel eiwit toxine te produceren die ziektes bij mensen kan veroorzaken.

Voorkomen
Deze bacterie is vooral te vinden op de huid en in de neus van gezonde mensen. Soms kan het een infectie veroorzaken. Deze bacterie is dan ook de meest voorkomende veroorzaker van huidinfecties. De meeste van deze infecties zijn niet gevaarlijk en kunnen makkelijk behandeld worden. Maar soms kan deze bacterie ook serieuze en fatale infecties veroorzaken.

Staphylococcen-voedsel vergiftiging is de naam voor de ziekte die veroorzaakt wordt door de enterotoxinen die door slechts enkele stammen van de S. aureus geproduceerd kunnen worden. Dit zijn de enterotoxinen A t/m E.

Exotoxinen	Endotoxinen
Oplosbaar eiwit	Liposacchariden
Aanwezig in celextract en in het groeimedium (voedingsmiddel)	Component van de celwand van de bacterie
Hittegevoelig, uitgezonderd het toxine van S. aureus	Zeer identiek in hun samenstelling en effect op de gastheer.
Variabele ziekteverschijnselen	Koorts en diarree

Naast de aanduiding exo- en endotoxinen wordt in de naamgeving de locatie
en/of werkingsmechanisme van toxinen aangegeven, zoals:
- Enterotoxinen:
Deze exotoxinen stimuleren cellen in het darmkanaal tot abnormale acties. Deze
worden door de S. aureus geproduceerd.
- Cytotoxinen:
Deze toxinen doden de gastheercellen.
- Neurotoxinen:
Deze storen de normale transmissie van zenuwimpulsen.

Bacteriën zijn er in alle soorten en maten. Men onderscheid bacteriën vaak van grampositief en gramnegatief. Het verschil tussen gramnegatief en grampositief zit in het verschil tussen de celwanden van de twee verschillende soorten bacterie. Grampositieve bacteriën hebben een dikke peptidelaag, in tegenstelling tot de dunne peptidelaag van de gramnegatieve bacteriën.

Nisine is een bacteriocine, dat wordt geproduceerd door de melkzuurbacterie L.lactis. Melkzuurbacteriën produceren een grote variatie van bacteriocines. Bacteriocines zijn antimicrobiële eiwitten, die geproduceerd worden door de melkzuurbacteriën om een ecologisch voordeel te krijgen. Er is een grote variatie ontdekt aan deze bacteriocines met verschillende kenmerken. Bacteriocines doden een ziekteverwekkende bacterie door een gaatje te boren in de celmembraan. De bacteriecel loopt daardoor als het ware leeg en sterft. Er is ondekt dat nisine, in tegenstelling tot andere peptides, op een specifieke plaats bindt aan de celmembraan van de bacterie, namelijk aan het Lipide II, een dragermolecuul van celwand-bouwstenen. De dubbele werking van nisine, de binding aan Lipide II gecombineerd met het vermogen een gaatje in de celmembraan te maken, verklaart de hoge antibacteriële activiteit.
Hoewel het al bijna vijftig jaar in gebruik is als conserveringsmiddel is er nog geen resistentie tegen nisine gerapporteerd.
Nisine is actief tegen verschillende grampositieve bacteriën, zoals: Leuconostoc sp., Clostridium sp., Bacillus sp. en Staphylococcus aureus . Doordat het niet toxisch is voor mens en dier en afgebroken wordt in het maagdarmkanaal is het door de Wereldgezondheidsorganisatie geaccepteerd als conserveermiddel in de voedingsmiddelenindustrie. Nisine wordt echter maar in beperkte mate toegepast. De beperkte toepassing ervan is enerzijds een gevolg van de relatieve onbekendheid van nisine en anderzijds een gevolg van de beperkingen van nisine, zoals de minder goede oplosbaarheid en beperkte stabiliteit in neutraal en basisch milieu. Ook de ongevoeligheid van gramnegatieve bacteriën voor nisine en de hoge gevoeligheid van de meeste melkzuurbacteriën voor nisine zijn beperkingen van nisine.

Nisine is een familie van vijf verschillende, sterk verwante polypeptiden, aangeduid als nisine A, B, C, D en E. Deze verschillende nisinevormen verschillen aanzienlijk in biologische activiteit.

Nisine is opgebouwd uit 34 aminozuren. Naast de algemeen bekende aminozuren bevat nisine ook een aantal onbekende aminozuren, zoals dehydroalanine (Dha) en dehydrobutyrine (Dhb). Ook worden er een aantal lanthionine- en b-methyllanthionineresiduen aangetroffen. Door deze onderdelen valt nisine in de klasse van de lantibiotica.

E. coli is een Gram-negatieve, staafvormige bacterie die behoort tot de familie Enterobacteriaceae. E. coli is van nature aanwezig in de darmen van alle dieren, waaronder ook de mens. Normaal gesproken is E. coli gunstig voor het lichaam vanwege het remmende effect dat deze bacterie heeft op de groei van schadelijke bacterie soorten. Daarnaast produceert deze bacterie aanzienlijke hoeveelheden vitaminen. Slechts een klein deel van de E. coli stammen zijn in staat om ziekte bij de mens te veroorzaken, dit kan via meerdere mechanismen. Tot deze groep behoren de enterotoxigene stammen (ETEC). Deze groep bestaat uit een vrij kleine groep van bacteriën die in verband zijn gebracht met diarree in alle leeftijdsgroepen over de gehele wereld.

L.lactis is een bacterie die leeft op planten en de huid en het haar van dieren. Ze worden veel gebruikt bij de productie van zuivelproducten zoals kaas en melk. L.lactis is grampositief. Wanneer melk wordt gefermenteerd produceren ze grote hoeveelheden melkzuur. Het ‘’NZ9700’’ slaat op het gedeelte van de bacterie welk de nisine produceert.

Nisine werkt tegen grampositieve bacteriën, waarbij het membraan van de bacterie doorboord wordt. Hierbij vervullen membraanfosfolipiden en een celwand precursor molecuul (lipid 2) een belangrijke rol bij de herkenning en membraaninsertie (samenvoeging met het membraan) van nisine. De nisine hecht zich aan de celwand precursor lipid 2, en voegt zich samen met het membraan. Zodra er twee nisines tegenover elkaar zitten ontstaat er een gat in het membraan. Hierdoor komt de inhoud van de cel vrij. Zie afbeelding 6.