Новости
Ученые требуют переподчинить ФАНО РАН
Новости Вставить в блог Код: Превью:  Понедельник, 25 июля 2016 Г. Коллективное открытое письмо на имя

Serpregion.ru - Заблокированы крупнейшие новостные порталы Серпуховского региона
Вечером 1 августа Роскомнадзор заблокировал доступ к интернет-порталу газеты «Ока-инфо». Причина внесения сайта издания в т.н. «реестр запрещённых» довольно спорная. Нынешней весной в правоохранительные

Пермские врачи возмущены новостью Минздрава о чудесном спасении пациентки
09 августа 2016 18:04 Общество, Здоровье Стали известны подробности спасения 23-летней девушки, которая пробыла в состоянии клинической смерти около 9 минут. Как выяснилось, пациентку вернула к

Современная медицина позволяет людям со статусом «ВИЧ положителен» вести обычную жизнь
Мировая медицина достигла больших успехов в лечении ВИЧ-инфекции. Теперь, получая необходимую терапию, люди с таким диагнозом живут полноценной жизнью, что особенно важно для детей и подростков. Подростки,

На общем собрании РАН предложили переподчинить ФАНО президиуму Академии
МОСКВА, 23 марта. /ТАСС/. Вице-президент Российской академии наук и председатель Сибирского отделения РАН академик Александр Асеев предложил переподчинить Федеральное агентство научных организаций (ФАНО)

Иссякание благолепия
Профсоюз РАН звонит во все колокола, прося о сохранении ведомственных медицинских учреждений. Недавняя беседа президента РАН академика Фортова с Владимиром Владимировичем обнадёжила: Путин заметил, что

Наш гость -- Лев Щукин, Протвино
Узнавай настороженности миллионным на www. novostiazyfikoz.intergun.ru  ••• Комментировать0. Обрати Серпухов. Главные колки региона. Инволюции Серпухова: Снаряжения.   В Протвино взошли велосипедиста.

Витилиго 2017:новое в лечении. Новости медицины, лекарства здесь!
Витилиго 2017: восстановить пигментацию кожи помогает тофацитиниб, а также сочетание метилпреднизолона и ультрафиолета 311 нм. Кроме того, есть результат 10-летнего исследования: обнаружены гены витилиго.

Витилиго: причины и лечение
Витилиго — это довольно распространённое заболевание кожи. Всего насчитывается около четырех процентов жителей планеты, которые им страдают. Витилиго проявляется в виде хаотично разбросанных по всему

Пермская медицина входит в десятку худших в стране
К таким выводам пришли активисты Народного фронта, совершая поездки по муниципалитетам Пермского края, посещая медицинские учреждения, проводя мониторинг удовлетворенности населения медицинской помощью,

Реклама

Липидированные пептидомиметики с улучшенной антимикробной активностью

  1. Таблица 1

Антимикробные пептиды (AMP) обнаруживаются в большинстве живых организмов как неотъемлемый компонент их врожденной защиты от вторжения патогенных микроорганизмов. 1 , 2 В отличие от обычных антибиотиков, которые нацелены на специфические субстраты, участвующие в метаболизме бактерий, считается, что AMP убивают бактерии посредством неспецифического взаимодействия с их мембранами, которое имеет меньше шансов индуцировать развитие устойчивости у бактерий. 1 , 2 Короткие катионные амфифильные AMP имеют тенденцию взаимодействовать с отрицательно заряженными фосфолипидами на бактериальной мембране, что объясняет их селективность в отношении бактерий против эукариотических клеток, мембраны которых являются более цвиттер-ионными. 3 , 4 Из-за своей селективности в отношении бактерий, низкой склонности к развитию лекарственной устойчивости и антимикробной активности широкого спектра действия AMP считаются новым классом противомикробных агентов. 1 - 3 Тем не менее, терапевтическому применению AMP препятствует их собственная нестабильность в контексте протеолитической деградации. 1 , 2 Бактерицидные пептидомиметики, состоящие из не встречающихся в природе аминокислот, были разработаны для того, чтобы обойти недостатки AMP, которые устойчивы к протеазам и имеют улучшенную биодоступность. 5 В последние годы несколько пептидомиметических аналогов AMP, таких как β-пептиды, 6 - 9 ариламиды, 10 , 11 и пептоиды, 3 , 12 , 13 получили значительный исследовательский интерес.

Липидированные пептиды, такие как полимиксин B 14 и даптомицин 15 являются липо-антибиотиками, которые имеют хвосты жирных кислот, которые являются неотъемлемой частью их бактерицидной активности. Было показано, что присоединение насыщенных линейных жирных кислот к пептидным концам значительно усиливает антимикробную активность AMP в отношении грамположительных и грамотрицательных штаммов. 16 - 19 Совсем недавно было продемонстрировано, что короткие пептоидные миметики, алкилированные липидами из 10 или 13 атомов углерода, обладают улучшенной селективностью, не теряя при этом антимикробной активности. 13 Предполагалось, что алкилирование липидов улучшает гидрофобность заряженных пептидов. 18 и облегчает взаимодействие с цитоплазматическими мембранами. 18 Таким образом, предполагается, что разработка липидированных пептидомиметиков может преодолеть некоторые недостатки, связанные с современными липопептидными антибиотиками. Здесь мы сообщаем о разработке липидированных α-AA-пептидов в качестве потенциальных антимикробных агентов. Недавно мы разработали новый класс пептидомиметиков, основанный на остове α-хиральной ПНК (пептидной нуклеиновой кислоты), который называется «α-AA-пептиды» (рисунок), так как они содержат N-цилированные-N- миноэтиламинокислотные остатки. , Хиральные боковые цепи α-AA-пептидов непосредственно связаны с α-углеродом строительных блоков, тогда как другая половина боковых цепей присоединена к основной цепи посредством ацилирования центральной N строительных блоков.

,  Хиральные боковые цепи α-AA-пептидов непосредственно связаны с α-углеродом строительных блоков, тогда как другая половина боковых цепей присоединена к основной цепи посредством ацилирования центральной N строительных блоков

Общие структуры обычных α-пептидов и α-AA-пептидов.

По сравнению с обычными α-пептидами каждый строительный блок α-AA-пептида сопоставим с остатком дипептида, а α-AA-пептиды с одинаковой длиной цепи имеют такое же количество боковых цепей, что и обычные пептиды. Как таковые, они потенциально могут быть разработаны для имитации структур и функций пептидов. Есть несколько преимуществ, связанных с α-AA-пептидами. Помимо устойчивости к протеолизу, α-AA-пептиды также обладают безграничным потенциалом для диверсификации, что делает его перспективным средством для биологических применений, таких как ингибирование межбелковых взаимодействий. 20 Примечательно, что 7-мерный α-AA-пептид α1 был идентифицирован для уничтожения как грамотрицательных, так и грамположительных бактерий и грибов с минимальной гемолитической активностью. 21 Для дальнейшего изучения потенциального противомикробного применения α-AA-пептида, а также для разработки более коротких пептидных имитаторов для синтетических и фармакологических преимуществ, 22 - 26 Теперь мы сообщаем о наших усилиях по разработке липидированных антимикробных α-AA-пептидов. Недавно мы сообщили о липидированных антимикробных γ-AA-пептидах, 27 тесно связанный класс пептидомиметиков с α-AA-пептидами. Следовательно, будет очень интересно выяснить влияние липидирования α-AA-пептидов на их антимикробную активность.

Конструкция α-AA-пептидов следует ранее продемонстрированному принципу. 21 , 28 что глобальное распределение катионных и гидрофобных боковых цепей является ключом к антимикробной активности, и определенная вторичная структура не требуется, если боковые группы могут сегрегировать в гидрофобные и катионные кластеры при взаимодействии с бактериальными мембранами. Как таковые, строительные блоки α-AA-пептида были сконструированы либо амфифильными, либо катионными, которые были собраны и алкилированы с помощью гидрофобного липидного хвоста C-16 на N-конце олигомеров (рисунок). Синтез липидированных α-AA-пептидов осуществляли в соответствии с ранее представленным протоколом, 29 и N-конец последнего строительного блока был покрыт пальмитиновой кислотой для достижения конечного липидирования.

Синтез липидированных α-AA-пептидов осуществляли в соответствии с ранее представленным протоколом,   29   и N-конец последнего строительного блока был покрыт пальмитиновой кислотой для достижения конечного липидирования

Структуры синтезированных липидированных α-AA-пептидов.

Эти приготовленные липидированные α-AA-пептиды были протестированы на их антимикробную активность против целого ряда бактериальных штаммов, включая грамположительные Bacillus subtilis , Staphylococcus epidermidis , Enterococcus faecalis и Staphylococcus aureus , грамотрицательные Escherichia coli , Klebsiella pneumoniaon funusususumususus и aeruseususus. Candida albicans , многие из которых являются штаммами с множественной лекарственной устойчивостью. В целях сравнения ранее сообщалось о наиболее активном линейном α-AA-пептиде α1 ( 21 а также пексиганан, кандидат от препарата AMP, 3 , 13 , 30 , 31 были использованы в качестве положительного контроля.

Результаты продемонстрировали потенциал липидированных α-AA-пептидов в качестве антибиотиков нового поколения с активностью широкого спектра. Будучи очень короткими липидированными α-AA-пептидами, NA-75 и NA-77 (рисунок) оказались неэффективными против грамотрицательных штаммов; однако они очень активны в отношении грамположительных штаммов, включая штаммы с множественной лекарственной устойчивостью VREF (устойчивые к ванкомицину E. faecalis ) и MRSA (устойчивые к метициллину S. aureus ), а также грибок C. albicans (таблица 1 ). Между тем они почти не обладали гемолитической активностью (таблица 1 ), что увеличивает их потенциальное развитие в качестве противогрибковых и антибактериальных средств для лечения грамположительных бактериальных инфекций. Активность в отношении грамотрицательных бактериальных штаммов была достигнута путем введения дополнительных строительных блоков α-AA-пептида. Например, NB-119-1 и NB-127 являются 3-мерными олигомерами. Хотя NB-127 все еще не был активен в отношении грамотрицательных бактерий, NB-119-1 проявлял адекватную активность в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных штаммов. Кроме того, NB-119-1 обладал гораздо более низкой токсичностью (более слабой гемолитической активностью), чем NB-127. Кроме того, липидированный 3-мерный NB-119-1 уже показал более высокую активность, чем линейный 7-мерный α1 ( 21 ), сделанный из того же строительного блока, что указывает на то, что липидизация значительно усиливает антимикробную активность α-AA-пептидов. Широкий спектр и мощная антимикробная активность были дополнительно улучшены путем добавления большего количества α-AA-пептидных строительных блоков. NB-119-2, NB-119-3 и NB-123 все активны в отношении всех тестируемых штаммов и более эффективны, чем как пексиганан, так и линейный α1 . Результаты согласуются с общими результатами исследований, согласно которым для достижения активности антимикробного агента необходимо достичь определенной степени гидрофобности. Как липидирование, так и добавление большего количества строительных блоков α-AA-пептида увеличивают гидрофобность последовательностей и тем самым усиливают активность широкого спектра в отношении грамотрицательных пятен. Примечательно, что гемолитическая активность не всегда связана с общей гидрофобностью. Например, NB-119-3 содержит больше гидрофобных строительных блоков, чем NB-127; однако, это намного более активно к грамотрицательным бактериям и менее гемолитическим. Как правило, более длинная последовательность катионных зарядов и гидрофобных групп может привести к улучшению общей активности, что аналогично предыдущим наблюдениям. 21 Они также избирательны, потому что ни один из них не обладает токсичностью по отношению к эритроцитам (таблица 1 ).

Таблица 1

Антимикробная и гемолитическая активность олигомерса

MIC (мкг / мл) организма NA-75 NA-77 NB-119-1 NB-127 NB-119-2 NB-119-3 NB-123 пексиганан 3 , 13 , 30 , 31 линейный α1 ( 21 ) Грамположительный B. subtilis 2 4 2 2 4 2 4 4 2 S. epidermidis (MRSE) 10 15 8 20 10 4 10 8 10 E. faecalis (VREF) 1 3 4 10 4 4 20 32> 50 S. aureus (MRSA) 5 8 4 8 8 4 8 16> 50 Грамотрицательная кишечная палочка > 50> 50 8> 50 4 30 4 8 4,5 K. pneumoniae > 50> 50> 50> 50 8 8 20 8> 50 P. aeruginosa > 50> 50 20> 50 12 8 10 8–16> 50 грибков C. albicans 2 2 3> 50 4 20 10 124 20–30 гемолиз (H10 / H50)> 500 /> 500> 500 /> 500 50 / 300 15/150 20/250 40/400 100 /> 500 181/495 400 /> 500

Поскольку AMP обычно используют механизм разрушения мембраны, чтобы обойти лекарственную устойчивость, возникающую при использовании обычных антибиотиков, важно оценить, могут ли липидированные α-AA-пептиды также применять подобный бактерицидный механизм. Липопептидные антибиотики, полимиксин В и даптомицин, не принимают такие механизмы, потому что они активны только в отношении грамотрицательных или грамположительных бактериальных штаммов, соответственно. Таким образом, один из наиболее сильнодействующих липидированных α-AA-пептидов, NB-119-2, был оценен с помощью флуоресцентной микроскопии. Как грамотрицательные E. coli, так и грамположительные B. subtilis обрабатывали NB-119-2 и затем окрашивали 4 ', 6-диамидино-2-фенилиндолом (DAPI), который окрашивает все бактериальные клетки, и йодидом пропидия ( PI) краситель, который избирательно проникает в мертвые или поврежденные клетки с поврежденными мембранами 32 , 33 (Рисунок). Без инкубации с NB-119-2 как E.coli, так и B. subtilis окрашивали в синий цвет с помощью DAPI, в то время как у немногих из них было окрашивание PI (красная флуоресценция). Однако обе бактерии показали сильную красную флуоресценцию в результате окрашивания PI после инкубации с NB-119-2 в течение 2 часов, что свидетельствует о значительном повреждении мембраны. Агрегация поврежденных или мертвых клеток в E. coli и B. subtilis, обработанных олигомерами, согласуется с предыдущими сообщениями, 32 что указывает на потерю мембранного потенциала. В совокупности липидированный α-AA-пептид эффективно ингибирует бактерии посредством механизма мембранного лизиса, сходного с природными AMP, но отличного от липоантибиотиков, таких как полимиксин B 34 и даптомицин. 35 Этот результат дополнительно увеличивает потенциал липо-α-AA-пептида как нового класса пептидомиметиков для борьбы с лекарственной устойчивостью, возникающей у бактерий во время лечения обычными антибиотиками.

Микрофотографии флуоресценции E.coli и B. subtilis, обработанных 10 мкг / мл NB-119-2 в течение 2 часов. а1-а4, кишечная палочка ; b1 – b4, B. subtilis . А1 и В1, контроль, без лечения, окрашенный DAPI; a2 и b2, контроль, отсутствие лечения, окрашивание PI; a3 и b3, обработка NB-119-2, окрашивание DAPI; и a4 и b4, обработка NB-119-2, окрашивание PI.

Взятые вместе, мы сообщили о серии липидированных α-AA-пептидов, которые обладают значительной антимикробной активностью. В ходе предварительных исследований структуры и активности было выявлено, что несколько коротких липидированных α-AA-пептидов, таких как NB-123, NB-119-2 и NB-119-3, имеют сравнимую или даже превосходную активность и селективность с клиническим кандидатом пексигананом , а также ранее сообщалось о линейном α-AA-пептиде α1 . Из-за усиления активности путем липидирования эти олигомеры имеют относительно более короткую основную цепь, чем традиционный линейный α1 . Механистическое исследование показывает, что эти липидированные α-AA-пептиды могут имитировать AMP, разрушая бактериальные мембраны, что потенциально может обойти лекарственную устойчивость. Среди всех протестированных липидированных и обычных α-АА-пептидов NB-123, NB-119-2 и NB-119-3 обладают наиболее сильной противомикробной активностью широкого спектра действия и самой высокой селективностью. Они лучше, чем пексиганан, с точки зрения общей эффективности и, следовательно, могут стать перспективными новыми кандидатами на антибиотики в будущем.