Bactericidal Activity of Chitosan on Streptococcus mutans

Streptococcus mutans 에 대한 키토산의 항균효과

Bactericidal effects of chitosans with varying molecular weight $(10,000{\sim}170,000)$ were investigated for Streptococcus mutans, a primary causative bacterium of dental caries. The molecular weight of chitosan was a significant contributor to the bactericidal effect, and a chitosan having approximately 30,000 of molecular weight exhibited the highest bactericidal effects on S. mutans. Treatment of chitosan resulted in leaking intracellular protein and nucleic acid out of S. mutans cells. In addition, the divalent cations such as $Ca^{2+}\;and\;Mg^{2+}$ were also significantly released out of the cell. Visible damage of chitosan treated cells was observed by transmission electron microscopy (TEM), in which the cell wall was notably distorted and cytoplasmic membrane was separated from the cell wall. The results suggested that the bactericidal effect of chitosan on S. mutans was attributable to both leakage of intracellular materials and structural disintegration of cell wall.

S. mutans에 대한 키토산의 항균효과는 그 분자량에 따라 뚜렷한 차이를 보였으며, 약 30,000의 분자량을 갖는 키토산이 가장 높은 항균활성을 보였다. 키토산 처리에 의해 세포로부터 단백질, 핵산, 2가 양이온 등이 상당량 유출되는 것이 관찰되었으며, 세포내 물질의 유출정도는 키토산의 항균효과와 밀접한 상관성을 보였다. 이러한 세포내 물질의 유출은 양이온성을 띠는 키토산의 아민기와 세포벽내의 음이온 성분과의 강한 결합에 의해 세포벽의 결합력이 약화되면서 생기는 결과로서 추측되었다. 키토산처리에 의해 S. mutans의 세포벽이 원형질로부터 분리되고 세포내 물질이 세포벽 내에서 밖으로 유출되는 현상은 투과전자현미경(TEM)에 의해 확인되었다.