Idi na sadržaj

Antimikrobni peptidi

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Razne strukture antimikrobnih peptida

Antimikrobni peptidi (AMP-i), također zvani odbrambeni peptidi domaćina (HDP-i) su dio urođenog imunskkog odgovora pronađenog među svim klasama života. Postoje fundamentalne razlike između prokariotskih i eukariotskih ćelija koje mogu predstavljati mete za antimikrobne peptide. Ovi peptidi su moćni antibiotici širokog spektra koji pokazuju potencijal kao novi terapeutski agensi. Dokazano je da antimikrobni peptidi ubijaju Gram-negativne i Gram-pozitivne bakterije,[1] omotani virusi, gljive, pa čak i transformirane ili kancerogene ćelije.[2] Za razliku od većine konvencijskih antibiotika, čini se da antimikrobni peptidi često destabiliziraju biološku membranu, mogu formirati transmembranske kanale, a također mogu imati sposobnost poboljšanja imunosti funkcionirajući kao imunomodulatori.

Struktura

[uredi | uredi izvor]
Antimikrobni peptidi iz životinja, biljaka i gljiva organizirani prema sadržaju njihove sekundarne strukture. Veličina kruga označava ukupnu molekulsku težinu svakog peptida.

Antimikrobni peptidi su jedinstvena i raznolika grupa molekula, koje su podijeljene u podgrupe na osnovu sastava i strukture aminokiselina.[3] Antimikrobni peptidi obično imaju između 12 i 50 aminokiselina. Ovi peptidi uključuju dva ili više pozitivno nabijenih ostataka koje osiguravaju arginin, lizin ili, u kiseloj sredini, histidin, i veliki dio (uglavnom >50%) hidrofobnih ostataka.[4][5][6] Sekundarne strukture ovih molekula prate 4 teme, uključujući (1) α-heliksnu, (2) β-lance zbog prisustva 2 ili više disulfidne veze s, (3) β-ukosnica ili omča zbog prisustva jedne disulfidne veze i/ili ciklizacije peptidnog lanca, i (4) produženja.[7] Mnogi od ovih peptida su nestrukturirani u slobodnom rasatvoru i savijaju se u svoju konačnu konfiguraciju nakon razdvajanja u biološke membrane. Sadrži hidrofilne aminokiselinske ostatke poređane duž jedne strane i ostatke hidrofobne aminokiseline poredane duž suprotne strane spiralne molekule.[3] Ova amfipatičnost antimikrobnih peptida omogućava im da se podijele u membranski lipidni dvosloj. Sposobnost povezivanja sa membranama je definitivna karakteristika antimikrobnih peptida,[8][9]

TipSvojstvoAMP
Anionski peptidiBogat glutaminskom i asparaginskom kiselinomMaksimin H5 vodozemaca, dermcidin ljudi
Linearni kationski α-heliksni peptidiNedostatak cisteinaCekropini, andropin, moricin, ceratotoksin i melitin iz insekata, magainin, dermaseptin, bombinin, brevinin-1, eskulentini i buforin II iz vodozemaca, CAP18 kunića, LL37 ljudi
Kationski peptid obogaćen specifičnom aminokiselinomBogat prolinom, argininom, fenilalaninom, glicinom, triptofanomAbacin i drozocin, apidecin, diptericin, i atacin iz insekata, profenin od svinja, indolicidin od goveda.
Anionski/kationski peptidi koji formiraju disulfidne vezeSadrže 1~3 disulfidne veze

Aktivnosti

[uredi | uredi izvor]
Načini djelovanja antimikrobnih peptida

Načini djelovanja kojima antimikrobni peptidi ubijaju mikrobe su različiti,[10] i mogu se razlikovati za različite vrste bakterija.[11] Neki antimikrobni peptidi ubijaju i bakterije i gljive, naprimjer, psorijazin ubija E. coli i nekoliko filamentnih gljiva.[12] Citoplazmatska membrana je česta meta, ali peptidi takođe mogu ometati sintezu DNK i sintezu proteina, savijanje proteina i sintezu ćelijskog zida.[10] Početni kontakt između peptida i ciljnog organizma je elektrostatski, jer je većina bakterijskih površina anionska ili hidrofobna, kao što je antimikrobni peptid piscidin. Njihov aminokiselinski sastav, amfipatičnost, kationski naboj i veličina omogućavaju im da se vežu za dvoslojeve membrane i umetnu u njih, kako bi formirali pore pomoću mehanizama 'barel-stub', 'tepih' ili 'toroidnih pora'. Alternativno, mogu prodrijeti u ćeliju kako bi vezali unutarćelijske molekule koje su ključne za život ćelije.[13] Unutarćelijski modeli vezivanja uključuju inhibiciju sinteze ćelijskog zida, promjenu citoplazmatske membrane, aktivaciju autolizina, inhibiciju DNK, RNK i sinteze proteina i inhibiciju određenih enzima. U mnogim slučajevima tačan mehanizam ubijanja nije poznat. Jedna nova tehnika za proučavanje takvih mehanizama je dvopolarizacijska interferometrija.[14][15] Za razliku od mnogih konvencionalnih antibiotika, čini se da su ovi peptidi baktericidni[2] umjesto bakteriostatski. Općenito, antimikrobna aktivnost ovih peptida određuje se mjerenjem minimalne inhibitorne koncentracije (MIC), koja je najniža koncentracija lijeka koji inhibira rast bakterija.<.[16]

AMP mogu imati višestruke aktivnosti uključujući anti-gram-pozitivne bakterije, anti-antigramnsgarivne bakterijske, anti-gljivične, antivirusne, antiparazitske i antikancerogene aktivnosti. Velika funkcionalna analiza AMP-a pokazuje da među svim aktivnostima AMP-a, amfipatičnost i naboj, dva glavna svojstva AMP-a, najbolje razlikuju AMP-ove sa i bez anti-gram-negativnih bakterijskih aktivnosti.[17] Ovo implicira da AMP s antigram-negativnim bakterijskim aktivnostima može preferirati ili čak zahtijevati jaku amfipatičnost i neto pozitivan naboj.

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. ↑ Ageitos JM, Sánchez-Pérez A, Calo-Mata P, Villa TG (juni 2017). "Antimicrobial peptides (AMPs): Ancient compounds that represent novel weapons in the fight against bacteria". Biochemical Pharmacology. 133 (6): 117–138. doi:10.1016/j.bcp.2016.09.018. PMID 27663838.
  2. 1 2 Reddy KV, Yedery RD, Aranha C (decembar 2004). "Antimicrobial peptides: premises and promises". International Journal of Antimicrobial Agents. 24 (6): 536–547. doi:10.1016/j.ijantimicag.2004.09.005. PMID 15555874.
  3. 1 2 Yeaman MR, Yount NY (mart 2003). "Mechanisms of antimicrobial peptide action and resistance". Pharmacological Reviews. 55 (1): 27–55. doi:10.1124/pr.55.1.2. PMID 12615953. S2CID 6731487.
  4. ↑ Papagianni M (septembar 2003). "Ribosomally synthesized peptides with antimicrobial properties: biosynthesis, structure, function, and applications". Biotechnology Advances. 21 (6): 465–499. doi:10.1016/S0734-9750(03)00077-6. PMID 14499150.
  5. ↑ Sitaram N, Nagaraj R (2002). "Host-defense antimicrobial peptides: importance of structure for activity". Current Pharmaceutical Design. 8 (9): 727–742. doi:10.2174/1381612023395358. PMID 11945168.
  6. ↑ Dürr UH, Sudheendra US, Ramamoorthy A (septembar 2006). "LL-37, the only human member of the cathelicidin family of antimicrobial peptides". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1758 (9): 1408–1425. doi:10.1016/j.bbamem.2006.03.030. PMID 16716248.
  7. ↑ Dhople V, Krukemeyer A, Ramamoorthy A (septembar 2006). "The human beta-defensin-3, an antibacterial peptide with multiple biological functions". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1758 (9): 1499–1512. doi:10.1016/j.bbamem.2006.07.007. PMID 16978580.
  8. ↑ Hancock RE, Rozek A (januar 2002). "Role of membranes in the activities of antimicrobial cationic peptides". FEMS Microbiology Letters. 206 (2): 143–149. doi:10.1111/j.1574-6968.2002.tb11000.x. PMID 11814654.
  9. ↑ Varkey J, Singh S, Nagaraj R (novembar 2006). "Antibacterial activity of linear peptides spanning the carboxy-terminal beta-sheet domain of arthropod defensins". Peptides. 27 (11): 2614–2623. doi:10.1016/j.peptides.2006.06.010. PMID 16914230. S2CID 21104756.
  10. 1 2 Nguyen LT, Haney EF, Vogel HJ (septembar 2011). "The expanding scope of antimicrobial peptide structures and their modes of action". Trends in Biotechnology. 29 (9): 464–472. doi:10.1016/j.tibtech.2011.05.001. PMID 21680034.
  11. ↑ O'Driscoll NH, Labovitiadi O, Cushnie TP, Matthews KH, Mercer DK, Lamb AJ (mart 2013). "Production and evaluation of an antimicrobial peptide-containing wafer formulation for topical application". Current Microbiology. 66 (3): 271–278. doi:10.1007/s00284-012-0268-3. PMID 23183933. S2CID 18671683.
  12. ↑ Hein KZ, Takahashi H, Tsumori T, Yasui Y, Nanjoh Y, Toga T, et al. (oktobar 2015). "Disulphide-reduced psoriasin is a human apoptosis-inducing broad-spectrum fungicide". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (42): 13039–13044. Bibcode:2015PNAS..11213039H. doi:10.1073/pnas.1511197112. PMC 4620902. PMID 26438863.
  13. ↑ Brogden KA (mart 2005). "Antimicrobial peptides: pore formers or metabolic inhibitors in bacteria?". Nature Reviews. Microbiology. 3 (3): 238–250. doi:10.1038/nrmicro1098. PMID 15703760. S2CID 23625167.
  14. ↑ Hirst DJ, Lee TH, Swann MJ, Unabia S, Park Y, Hahm KS, Aguilar MI (april 2011). "Effect of acyl chain structure and bilayer phase state on binding and penetration of a supported lipid bilayer by HPA3". European Biophysics Journal. 40 (4): 503–514. doi:10.1007/s00249-010-0664-1. PMID 21222117. S2CID 22514308.
  15. ↑ Lee TH, Heng C, Swann MJ, Gehman JD, Separovic F, Aguilar MI (oktobar 2010). "Real-time quantitative analysis of lipid disordering by aurein 1.2 during membrane adsorption, destabilisation and lysis". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1798 (10): 1977–1986. doi:10.1016/j.bbamem.2010.06.023. PMID 20599687.
  16. ↑ Turnidge JD, Bell JM (1996). "Susceptibility testing of Antimicrobials in liquid media". u Lorian V (ured.). Antibiotics in Laboratory Medicine (4th izd.). Baltimore, Md.: Williams and Wilkins. str. 52–111. ISBN 978-0-683-05169-8. National Committee of Laboratory Safety and Standards (NCLSS)
  17. ↑ Wang CK, Shih LY, Chang KY (novembar 2017). "Large-Scale Analysis of Antimicrobial Activities in Relation to Amphipathicity and Charge Reveals Novel Characterization of Antimicrobial Peptides". Molecules. 22 (11): 2037. doi:10.3390/molecules22112037. PMC 6150348. PMID 29165350.

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]

Šablon:Granulski sadržaji Šablon:Poreformirajući toksini

Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Antimikrobni_peptidi&oldid=3901565"