تا مدت‌ها یکی از مهمترین ابهامات در مورد باکتری‌ها این بود که، چرا باکتری‌ها حاوی بسیاری از آنزیم‌های اضافی هستند. چرا چندین مولکول با عملکرد یکسان تولید می‌کنند، در حالی که تولید یک مولکول بسیار کارآمدتر است. تحقیقات اخیر از دانشگاه واشنگتن نشان می‌دهد که بسیاری از این آنزیم‌های اضافه به اصطلاح متخصصانی هستند که رشد حداکثری باکتری‌ها را در محیط‌های مختلف تضمین می‌کنند.
علاوه بر این، این آنزیم‌های ویژه در باکتری E. coli موجب افزایش مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها در pH پایین می‌شوند، مانند باکتری‌هایی که در دستگاه گوارش یا ادرار یافت می‌شوند. بعضی از آنزیم‌ها که برای رشد باکتری‌ها اضافه و متناسب با شرایط آزمایشگاهی هستند، در شرایط محیطی خاص به‌طور متخصص عمل می‌کنند. بسیاری از اطلاعات زیست‌شناسی جالب مرتبط با مطالعه سلول‌های باکتریایی غالب در طول رشد در محیط کشت غنی، pH خنثی و هوادهی از دست می‌روند. دانشمندان دریافتند که زیر مجموعه‌ای از آنزیم‌ها که در ساخت دیواره سلولی E.coli دخیل هستند، متخصصین pH هستند که رشد قوی و یکپارچه دیواره سلولی را در محدوده وسیعی از pH ضمانت می‌کنند.
این سؤال که بگوییم چرا یک باکتری به آنزیم‌های اضافی نیاز دارد مثل این است که بگوییم چرا یک شخص به چند جفت کفش نیاز دارد، در حالی که یک جفت کفش برای او کافی است. با بازبینی دقیق متوجه می‌شویم که هر کفش کاربرد متفاوتی دارد، آنها همه کفش هستند اما سبک‌های مختلف برای موقعیت‌های مختلف مناسب هستند. همین امر در مورد آنزیم‌های اضافی E. coli در شرایط pH مختلف صدق می‌کند.
در این مطالعه محققان گونه‌هایی از E. coli را تولید کردند که آنزیم‌های غیر ضروری دیواره سلولی را از دست داده بودند. سپس این گونه‌ها را در محیطی با pH مشابه با شرایط E. coli در دستگاه گوارش و ادرار، کشت دادند. محققان دریافتند که در این شرایط تعدادی از این آنزیم‌های اضافی به جای کار کردن به جای یگدیگر، باعث رشد بهتر E. coli شدند.
این مطالعه بر روی دو آنزیم اختصاصی pH به نام‌های PBP1a و PBP1b تمرکز دارد. PBP1a برای رشد حداکثر در شرایط قلیایی مورد نیاز بود در حالی که PBP1b در شرایط اسیدی لازم بود. اگر سلولی یکی از این آنزیم‌ها را از دست بدهد و در شرایط نیاز به آنزیم ویژه رشد کند، آنگاه طول عمر سلول کاهش می‌یابد.
به‌طور جالبی، سنتز بیش از حد دیواره سلولی باعث حساسیت E.coli به برخی از آنتی‌بیوتیک‌های فعال دیواره سلولی می‌شود. فعالیت PBP1b در شرایط اسیدی مقاومت سلولی به آنتی‌بیوتیک‌های خاص بتا-لکتام را نسبت به حالت عادی محیط کشت، تا ۶۴ برابر افزایش می‌دهد.
این مطالعه نشان می‌دهد که شرایط محیطی در محل آلودگی ممکن است بر اثربخشی درمان آنتی‌بیوتیک تأثیر بگذارد. علاوه بر این محققان پیش‌بینی می‌کنند که تحقیقات آینده متخصصان آنزیم مشابه را در باکتری‌های دیگر شناسایی خواهند کرد.
