Dissolution and uptake of tooth phosphate by preparations of intact Streptococcus mutans cells containing acid phosphatase

• Published in: Archives of oral biology Vol. 19; no. 8; pp. 709 - 716
• Main Author: Luoma, H.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: England Elsevier Ltd 01.08.1974
• Subjects: Acid Phosphatase - metabolism; Animals; Chemical Precipitation; Dental Enamel - metabolism; Dentistry; Hydrogen-Ion Concentration; Phosphates - metabolism; Potassium - metabolism; Rats; Streptococcus - enzymology; Streptococcus - metabolism; Tooth - metabolism
• ISSN: 0003-9969; 1879-1506
• DOI: 10.1016/0003-9969(74)90140-X

The caries-conducive streptococcus K-1, suspended in buffer, pH 5.8, under non-fermenting conditions, caused the release of more phosphate from the enamel than did the buffer alone. When rat tooth crowns, labelled with 32P, were incubated with a suspension of non-fermenting streptococci in buffer, the uptake of 32P of tooth origin by the organisms was more in the presence of potassium than in the presence of sodium. A factor capable of releasing enamel phosphorus, was eluted from the non-fermenting bacteria with strong chloride solutions. The factor was active in the presence of potassium ions. The release of enamel phosphate occurred again after precipitation of the eluted factor with acetone and buffer, pH 6.2, and the redissolution of the precipitate in water. This preparation also showed acid phosphatase activity against p-nitrophenyl phosphate with a peak activity at about pH 5.8. Both the eluted and uneluted cells showed acid phosphatase activity against the above substrate with the peak value at a more acid pH than that of the eluted preparation. The eluted cells also showed alkaline phosphatase activity against p-nitrophenyl phosphate. Le streptocoque cariogène K-1, en suspension dans un tampon pH 5,8, dans des conditions de non-fermentation, provoque une plus grande libération de phosphate de l'émail que le tampon seul. Lorsque des couronnes dentaires de rat, marquées au 32P, sont incubées dans une suspension en solution tampon de streptocoques, le 32P, d'origine dentaire, capté par les microorganismes, est plus élevé en présence de potassium que de sodium. Un facteur, capable de libérer du phosphore de l'émail, est élue des bactéries avec solutions fortes de chlorure. Le facteur est actif en présence d'ions potassium. La libération de phosphate de l'émail s'observe à nouveau après précipitation du facteur élue à l'acétone et une solution tampon, pH = 6,2 et après redissolution du précipité dans l'eau. Cette préparation montre aussi une activité en phosphatase acide avec le p-nitrophenyl phosphate avec un pic d'activité à un pH d'environ 5,8. A la fois, les organismes élués et non-élués présentent une activité en phosphatase acide envers le substrat cidessus avec un pic, à un pH plus acide que celui de la préparation éluée. Les bactéries éluées présentent aussi une activité en phosphatase alcaline envers le phosphate p-nitrophenyl. Der kariogene Strep. K-1 verursachte nach Aufschwemmung in einem Puffer bei pH 5,8 unter nichtfermentativen Bedingungen die Freisetzung von mehr Phosphat aus dem Schmelz als der Puffer allein. Wenn Ratten-Zahnkronen nach Markierung mit 32P mit einer Suspension nichtfermentierender Streptokokken in Puffer inkubiert wurden, war die 32P-Aufnahme aus dem Zahn durch die Mikroorganismen in Gegenwart von Kalium höher als in Gegenwart von Natrium. Ein zur Freisetzung von Schmelzphosphat befähigter Faktor wurde aus den nichtfermentierenden Bakterien mit Hilfe starker Chloridlösungen eluiert. Dieser Faktor war in Gegenwart von Kaliumionen aktiv. Die Freisetzung von Schmelzphosphat trat nach Ausfällung des eluierten Faktors mit Aceton und Puffer (pH 6,2) und anschlieβender Wiederauflösung des Niederschlages in Wasser erneut auf. Dieses Präparat wies auch saure Phosphataseaktivität gegen p-Nitrophenylphosphat mit einer Aktivitätsspitze bei etwa pH 5,8 auf. Sowohl eluierte als auch nichteluierte Zellen wiesen die Aktivität saurer Phosphatase gegen das obengennante Substrat mit einem Spitzenwert auf, der mehr im sauren Bereich als bei dem eluierten Präparat lag. Die eluierten Zellen Zeigten auβerdem alkalische Phosphataseaktivität gegen p-Nitrophenylphosphat.