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지식나눔

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금속의 향균 효과 질문

2024-08-01 org.kosen.entty.User@752a1efb 익명
  • 1

구리와 같은 금속 물질에 세균이나 바이러스가 닿으면 죽는 향균 효과가 있는걸로 알고있습니다.

급속의 전자가 이동함에 따라 세균의 움직임이 감소되거나, 죽는걸로 알고있는데…

정확히 어떤 원리인가요? 그냥 전자가 이동한다고 해서 생물을 죽이는건 아닐텐데…

구리 외에도 어떤 금속이 이런 작용을 하고, 그 이유가 무엇인지 화학, 생명과학적 원리로 설명 해주시면 감사하겠습니다!

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    박소원님의 답변

    2024-08-02
    • 2

    구리의 항균 효과는 주로 구리 이온(Cu²+)의 방출과 관련이 있습니다. 구리 표면에 세균이나 바이러스가 접촉하면 구리 이온이 방출되고, 이는 세포막과 세포 내부 구성 요소에 손상을 줍니다. 구리 이온은 세포막 단백질과 결합하여 막을 파괴하고, 활성산소(ROS)를 생성해 세포 내부를 산화시켜 세균의 대사를 방해하며, 결국 세포를 사멸시킵니다 [4][5].


    구리 외에도 은(Ag)은 강력한 항균 효과를 가지고 있습니다. 은 이온(Ag+) 역시 세균의 효소를 비활성화하고, 세포막을 손상시키며, DNA 복제를 방해합니다. 아연(Zn)도 항균 특성을 가지며, 이온 형태로 방출되어 세균의 대사 과정을 방해합니다 [6][8].


    연구에 따르면, 구리와 은 나노입자는 세균과 포유류 세포 모두에서 산화 스트레스를 유도합니다. 구리 나노입자는 포유류 세포에 비해 세균 세포에 더 높은 독성을 나타내며, 이는 주로 활성산소 생성과 관련이 있습니다 [2]. 또한, 구리 도핑된 칼슘 인산염은 다양한 박테리아에 대해 강력한 항균 활성을 보이며, 이는 구리 이온의 방출과 관련이 있습니다 [7].


    따라서 구리의 항균 작용은 단순히 전자가 이동하는 것이 아니라, 방출된 금속 이온이 세균의 생리학적 구조와 기능을 직접적으로 파괴하는 화학적 및 생물학적 원리에 기반합니다. 이는 금속 이온의 높은 반응성과 산화-환원 반응에 의해 이루어지며, 구리 이온의 방출과 ROS 생성이 주요 메커니즘입니다 [1][3].


    참조문헌


    [1] Ameh, T., Gibb, M., Stevens, D., Pradhan, S. H., Braswell, E., & Sayes, C. (2022). Silver and Copper Nanoparticles Induce Oxidative Stress in Bacteria and Mammalian Cells. Nanomaterials, 12.

    [2] Molteni, C., Abicht, H. K., & Solioz, M. (2010). Killing of Bacteria by Copper Surfaces Involves Dissolved Copper. Applied and Environmental Microbiology, 76, 4099 - 4101.

    [3] Luo, J., Hein, C., Mucklich, F., & Solioz, M. (2017). Killing of bacteria by copper, cadmium, and silver surfaces reveals relevant physicochemical parameters.. Biointerphases, 12 2, 020301 .

    [4] Meyer, T., Ramlall, J., Thu, P., & Gadura, N. (2015). Antimicrobial Properties of Copper in Gram-Negative and Gram-Positive Bacteria. World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Pharmacological and Pharmaceutical Sciences, 2, 274-278.

    [5] Hans, M., Erbe, A., Mathews, S., Chen, Y., Solioz, M., & Mucklich, F. (2013). Role of copper oxides in contact killing of bacteria.. Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids, 29 52, 16160-6 .

    [6] Khalid, A., Ahmad, P., Alharthi, A. I., Muhammad, S., Khandaker, M. U., Rehman, M., Faruque, M., Din, I. U., Alotaibi, M., Alzimami, K., & Bradley, D. (2021). Structural, Optical, and Antibacterial Efficacy of Pure and Zinc-Doped Copper Oxide Against Pathogenic Bacteria. Nanomaterials, 11.

    [7] Andreazza, R., Pieniz, S., Okeke, B., & Camargo, F. (2011). Evaluation of copper resistant bacteria from vineyard soils and mining waste for copper biosorption. Brazilian Journal of Microbiology, 42, 66 - 74.

    [8] Giachino, A., & Waldron, K. (2020). Copper tolerance in bacteria requires the activation of multiple accessory pathways. Molecular Microbiology, 114, 377 - 390.


    본 답변은 틀루토(tlooto.com)에서 어느정도 참조하였습니다~!

    답변수정

    구리의 항균 효과는 주로 구리 이온(Cu²+)의 방출과 관련이 있습니다. 구리 표면에 세균이나 바이러스가 접촉하면 구리 이온이 방출되고, 이는 세포막과 세포 내부 구성 요소에 손상을 줍니다. 구리 이온은 세포막 단백질과 결합하여 막을 파괴하고, 활성산소(ROS)를 생성해 세포 내부를 산화시켜 세균의 대사를 방해하며, 결국 세포를 사멸시킵니다 [4][5].


    구리 외에도 은(Ag)은 강력한 항균 효과를 가지고 있습니다. 은 이온(Ag+) 역시 세균의 효소를 비활성화하고, 세포막을 손상시키며, DNA 복제를 방해합니다. 아연(Zn)도 항균 특성을 가지며, 이온 형태로 방출되어 세균의 대사 과정을 방해합니다 [6][8].


    연구에 따르면, 구리와 은 나노입자는 세균과 포유류 세포 모두에서 산화 스트레스를 유도합니다. 구리 나노입자는 포유류 세포에 비해 세균 세포에 더 높은 독성을 나타내며, 이는 주로 활성산소 생성과 관련이 있습니다 [2]. 또한, 구리 도핑된 칼슘 인산염은 다양한 박테리아에 대해 강력한 항균 활성을 보이며, 이는 구리 이온의 방출과 관련이 있습니다 [7].


    따라서 구리의 항균 작용은 단순히 전자가 이동하는 것이 아니라, 방출된 금속 이온이 세균의 생리학적 구조와 기능을 직접적으로 파괴하는 화학적 및 생물학적 원리에 기반합니다. 이는 금속 이온의 높은 반응성과 산화-환원 반응에 의해 이루어지며, 구리 이온의 방출과 ROS 생성이 주요 메커니즘입니다 [1][3].


    참조문헌


    [1] Ameh, T., Gibb, M., Stevens, D., Pradhan, S. H., Braswell, E., & Sayes, C. (2022). Silver and Copper Nanoparticles Induce Oxidative Stress in Bacteria and Mammalian Cells. Nanomaterials, 12.

    [2] Molteni, C., Abicht, H. K., & Solioz, M. (2010). Killing of Bacteria by Copper Surfaces Involves Dissolved Copper. Applied and Environmental Microbiology, 76, 4099 - 4101.

    [3] Luo, J., Hein, C., Mucklich, F., & Solioz, M. (2017). Killing of bacteria by copper, cadmium, and silver surfaces reveals relevant physicochemical parameters.. Biointerphases, 12 2, 020301 .

    [4] Meyer, T., Ramlall, J., Thu, P., & Gadura, N. (2015). Antimicrobial Properties of Copper in Gram-Negative and Gram-Positive Bacteria. World Academy of Science, Engineering and Technology, International Journal of Pharmacological and Pharmaceutical Sciences, 2, 274-278.

    [5] Hans, M., Erbe, A., Mathews, S., Chen, Y., Solioz, M., & Mucklich, F. (2013). Role of copper oxides in contact killing of bacteria.. Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids, 29 52, 16160-6 .

    [6] Khalid, A., Ahmad, P., Alharthi, A. I., Muhammad, S., Khandaker, M. U., Rehman, M., Faruque, M., Din, I. U., Alotaibi, M., Alzimami, K., & Bradley, D. (2021). Structural, Optical, and Antibacterial Efficacy of Pure and Zinc-Doped Copper Oxide Against Pathogenic Bacteria. Nanomaterials, 11.

    [7] Andreazza, R., Pieniz, S., Okeke, B., & Camargo, F. (2011). Evaluation of copper resistant bacteria from vineyard soils and mining waste for copper biosorption. Brazilian Journal of Microbiology, 42, 66 - 74.

    [8] Giachino, A., & Waldron, K. (2020). Copper tolerance in bacteria requires the activation of multiple accessory pathways. Molecular Microbiology, 114, 377 - 390.


    본 답변은 틀루토(tlooto.com)에서 어느정도 참조하였습니다~!

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