Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Гуаванін 2 антимікробний пептид що має антибактеріальні властивості ефективний проти грамнегативних бактерій Це штучний

Гуаванін 2

Гуаванін 2

Гуаванін 2 — антимікробний пептид, що має антибактеріальні властивості; ефективний проти грамнегативних бактерій. Це штучний пептид, модифікований за допомогою генетичного алгоритму, є рекомбінантом пептиду гуаяви з високим вмістом гліцину, попередньо виділеного з насіння гуаяви яблучної Psidium guajava. Синтез гуаваніну 2 здійснюють через потребу в альтернативі антибіотикам, як стратегію контролю стійкості бактерій.

image
Тривимірне зображення гуаваніну 2.

Історія

Дослідження цього пептиду розпочалися на початку 21-го століття. Його відкриття пов’язане з тим, що був проведений експеримент, який полягав у створенні різних типів гуаваніну та обранні найпотужнішого під час скринінгу на антимікробну активність. Серед 15 пептидів, названих гуаванінами від 1 до 15, варіант "гуаванін 2" був найкращим, і тому був обраний для подальшого поглибленого аналізу.

Цей пептид становить великий інтерес, оскільки більшість антимікробних пептидів спрямовані на грампозитивні бактерії, бо небагато антибіотиків діють на грамнегативні бактерії, а основною мішенню гуаваніну 2 є якраз грамнегативні бактерії. Головною причиною створення таких пептидів є боротьба з множинною стійкістю бактерій до антибіотиків,.

Основні характеристики

  • Локус: 5V1E_A
  • Немає визначеної вторинної структури у воді, але є тенденція утворювати альфа-спіраль в органічних розчинниках.
  • Амфіпатична альфа-спіральна структура, оскільки вона утворена як гідрофобними, так і полярними амінокислотами.
  • Потенціальна енергія сольватації 2,38 ± 0,33 МДж моль −1
  • Бактерицидний пептид у низьких концентраціях. Низькі значення мінімальної інгібуючої концентрації.
  • Змінна кінетика дії в залежності від субстрату, на який він діє.
  • Вважається безпечним пептидом. Не спостерігалося цитотоксичності в еритроцитах людини або стосовно ембріональних клітин нирок. Для досягнення токсичного ефекту знадобиться введення дози в 24 рази більше, ніж зазвичай.

Будова

Структура гуаваніну 2 складається з 20 амінокислот, що надає йому приблизну молекулярну масу 2200 дальтон. Варто зазначити, що, незважаючи на те, що гуаванін 2 синтезується з Pg-AMP1, яка є молекулою, дуже багатою на гліцин, гуаванін 2 має лише один залишок цієї сполуки, і це спричинює помітні відмінності в діях обох пептидів.

Первинна структура

Структура гуаваніну 2 має особливості в полярності через амінокислоти, що входять до його складу; є дуже полярний або гідрофільний характер у областях, багатих на аргінін (R) або глутамін (Q), які є дуже повторюваними амінокислотами в пептидній послідовності, а також там, де є спорадичні залишки глутамінової кислоти (E) та серину (S). З другого боку, гідрофобність або неполярність здебільшого надається залишками тирозину (Y), який, незважаючи на наявність полярної гідроксильної групи в бічному ланцюгу, має ароматичне кільце, яке усуває всю полярність із цієї амінокислоти. Інші залишки з бічними ланцюгами, утвореними виключно з вуглеводнів, такі як лейцин (L), ізолейцин (I) і гліцин (G), також сприяють гідрофобності, незважаючи на те, що вони представлені в молекулі в меншості.

image
Розподіл полярності в лінійній структурі гуаваніну 2 (червоним показані полярні амінокислоти, синім — неполярні).

Що стосується електричного заряду пептиду, то він залежить виключно від заряду бічних ланцюгів амінокислот і кінцевих аміно- та вуглецевих кінців. Лише деякі конкретні амінокислоти мають певний заряд; у випадку гуаніну 2 це аргінін (позитивний заряд) і глутамінова кислота (негативний заряд). Сумарний заряд молекули — +5. Цей чистий заряд життєво важливий для його бактерицидної функції, оскільки фосфоліпіди в мембранах грамнегативних бактерій негативно заряджені, що спричинює взаємодію між позитивно зарядженим гуаваніном 2 і головками фосфоліпідів.

image
Розподіл зарядів у лінійній структурі гуаваніну 2 (зеленим показан позитивний заряд, жовтим — негативний).

Вторинна структура

Вторинна структура утворена головним ланцюгом з конформацією альфа-спіралі. Гуаванін 2 утворює амфіпатичну альфа-спіраль, оскільки в ньому є як полярні, так і неполярні амінокислоти. Стабілізація цієї структури в амінокінцевій області відбувається завдяки водневим зв'язкам, утвореним залишками аргініну (позиція 1), глутаміну (позиція 2) і тирозину (позиція 3). Що стосується центральної частини, то там структура стабілізується глутаміном (положення 9), який встановлює водневі зв’язки з двома аргінінами (положення 5 і 12). Пізніше було встановлено, що у водному розчині гуаванін 2 не здатний утворювати гвинтову структуру і тому залишається з невизначеною формою. Поки водний розчин не було змінено на аполярне середовище, яке забезпечувало гідрофобне середовище, стабільна структура альфа-спіралі не виникала. Крім того, були проведені дослідження при різному рН, щоб з’ясувати, в яких кислотних умовах вторинна структура була більш стабільною. Було зроблено висновок, що максимальна стабільність була отримана при pH=4, де вторинна структура пептиду займає 42 % його структури, а 92 % вторинної структури становить альфа-спіраль.

Функції

Пептид гуаванін 2 має антимікробні властивості. Потреба в пептиді з такими функціями виникає через проблеми, спричинені грамнегативними бактеріями, які в багатьох випадках пов’язані з внутрішньолікарняними інфекціями у відділеннях інтенсивної терапії. У випадку стійкості мікроорганізмів до звичайних антибіотиків є необхідність використання альтернативного засобу лікування, і тут стає корисним гуаванін 2, який має високу антибактеріальну ефективність разом із невеликою цитотоксичністю для клітин людини. Гуаванін 2 має велике значення через низьку вартість, високу продуктивність і швидке використання, на відміну від антибіотиків.

Механізм дії

Серед пептидів, модифікованих за допомогою генетичного алгоритму, було обрано очищений пептид гуаванін 2, який може атакувати бактерії, особливо грамнегативні, які мають здатність утворювати мутанти та ділитися генами, що кодують механізми стійкості до антибіотиків. Він є дуже ефективним проти грамнеативних Escherichia coli та Acinetobacter baumannii виявляє обмежену активність проти Klebsiella pneumoniae. Гуаванін 2 виявляє дуже незначну руйнівну активність проти грампозитивних бактерій і дуже скромний профіль щодо грибів, зокрема призводить до слабкої загибелі дріжджів Candida parapsilosis . Активність проти біоплівок перевіряли на прикладі E. coli, Staphylococcus aureus, K. pneumoniae та Candida albicans, і виявили, що цей штучний пептид зміг зменшити лише біоплівки C. albicans.

Функція гуаваніну 2 полягає в атаці на бактерій і спричиненні їхньої смерті, але після спостережень за ефектом такого знищення було зроблено висновок, що пептид робить це повільно. Помічено, що після 120 хвилин інкубації бактерії в концентрації 12,5 мкМ пептиду (у два рази вище мінімальної інгібуючої концентрації) гине приблизно лише 20% клітин E. coli. Основною мішенню для багатьох типів антимікробних пептидів, а також для цього пептиду, є бактеріальна мембрана. Аналіз проникності мембрани клітин E. coli проводиться за допомогою фарбника SYTOX Green (SG), а деполяризації мембран — флуоресцентного індикатора клітин DiSC3(5). Результати показують, що гуаванін 2 викликає повільне та дуже незначне надходження фарбника до клітини порівняно з позитивним і негативним контролем (позитивним контролем слугував дуже ефективний мелітин), і що повільна кінетика пов’язана з тим, що цей пептид діє шляхом гіперполяризації мембрани, на відміну від більшості інших антимікробних пептидів, які діють через деполяризацію.

Експеримент in vivo

Враховуючи багатообіцяючі характеристики гуаваніну 2, був проведений експеримент in vivo, щоб перевірити ефективність цього пептиду проти бактерії Pseudomonas aeruginosa (синьогнійна паличка). Порівнювали ефективність гуаваніну 2 з його пептидом-попередником Pg-AMP1 та ізольованим фрагментом останнього, важливим для його передбачуваних антимікробних властивостей. Було використано 24 миші, яких розділили на дві незалежних експерименти; в кожному експерименті було дванадцять мишей, розділених на три групи по чотири особини в кожній.

  1. Кожна миша була поголена з задньої частини тіла та піддана місцевому нагріванню, достатньому для утворення садна та, таким чином, пошкодження епідермісу.
  2. Було введено 50 мкл суспензії бактерії P. aeruginosa, що містили 5 × 10^7 КУО (колонійутворюючих одиниць).
  3. Пізніше вводили відповідні пептиди залежно від того, до якої групи належали миші. Кожна група з чотирьох осіб отримала дозу одного з пептидів для аналізу.
  4. Після того, як вони отримали антимікробний пептид, тварин умертвили, а некротичну тканину вирізали та відклали для подальшого аналізу.
  5. Через чотири дні після бактеріальної інфекції зразки гомогенізували та розводили з метою підрахунку кількості КУО бактерій, які залишилися в кожній миші.
  6. Нарешті, були розраховані середні показники зменшення кількості бактерій для гуаваніну 2, Pg-AMP1 і фрагмента Pg-AMP1. Використовуючи статистику ANOVA, було розраховано однорідність середніх значень для трьох груп і було зроблено висновок, що гуаванін 2 мав набагато більш значущу відповідь, ніж інші два пептиди, які могли дорівнювати дії гуаваніну 2, лише якщо вони були у високих концентраціях.
image
Схема експерименту in vivo для оцінювання бактерицидної ефективності гуаваніну 2.

Майбутні програми

Дослідження 2010 року показало, що грамнегативні бактерії є причиною 30% лікарняних інфекцій, особливо у випадках пневмонії та сечовивідних шляхів, де вони мають частоту 47% та 45% відповідно. Ще більше тривоги викликали дані з відділень інтенсивної терапії, де лише 7 видів цього типу бактерій викликали 70% інфекцій. Ці результати були подібні до тих, що були отримані в Греції двома роками раніше, у 2008 р., які показали, що в їхніх відділеннях інтенсивної терапії 85% бактерій мали стійкість до певних типів антибіотиків. Інфекції не сповільнилися, і в 2015 р. було підраховано, що стійкі до антибіотиків бактерії можуть стати причиною 30 мільйонів випадків сепсису на рік і, отже, стати причиною приблизно 5 мільйонів смертей у всьому світі. Розрахунки, проведені в 2018 р., показали, що слід очікувати зростання смертності через бактерії, стійкі до антибіотиків, до 10 мільйонів людей на рік у 2050 р. Світові експерти наголошують на важливості пошуку нових антибіотиків, крім традиційних, щоб приборкати цю кризу, і саме тут пептиди рослинного походження, такі як гуаванін 2, можуть змінити ситуацію. Необхідно просуватись уперед у дослідженнях у цій новій галузі, оскільки на сьогоднішній день досі не існує штучно модифікованого пептиду, дозволеного такими організаціями, як FDA, для використання в лікуванні людей. Завдяки властивостям і характеристикам, продемонстрованим гуаваніном 2, він, як очикується, може в майбутньому стати чудовим рішенням у подоланні антибіотикорезистентності бактерій.

Синтез

Процес синтезу нового пептиду є особливо складним, враховуючи, що існуючі методи, які використовуються для ідентифікації нових пептидних послідовностей, значною мірою покладаються на інформацію щодо антимікробних пептидів, яка міститься в базах даних. Цей факт обмежує здатність цих методів ідентифікувати невідомі послідовності антимікробних пептидів. За використання методів автоматизованого проектування, які здаються найефективнішими, у випадку додавання до амінокислотної послідовності непротеїногенних амінокислот техніка більше не може розпізнавати пептид як такий. Цей факт свідчить про те, що хоча більшість первинних пептидних послідовностей вивчена, мало досліджено комбінаторні послідовності антимікробних пептидів. Тим не менш, певні пептиди з різними характеристиками можна ідентифікувати в природі. Було показано, що ці послідовності рослинних пептидів можуть служити шаблоном для розробки нових пептидних послідовностей.

У дослідженні 2018 року з метою розробки інноваційних пептидів використовувався специфічний пептид Pg-AMP1 як шаблон для створення за допомогою генетичного алгоритму різних пептидів гуаваніну (з гуаяви) з певними модифікаціями.

Примітки

  1. Cardoso, Marlon H.; Orozco, Raquel Q.; Rezende, Samilla B.; Rodrigues, Gisele; Oshiro, Karen G. N. (22 січня 2020). Computer-Aided Design of Antimicrobial Peptides: Are We Generating Effective Drug Candidates?. Frontiers in Microbiology. 10: 3097. doi:10.3389/fmicb.2019.03097. ISSN 1664-302X. PMC 6987251. PMID 32038544.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  2. Porto, William F.; Irazazabal, Luz; Alves, Eliane S. F.; Ribeiro, Suzana M.; Matos, Carolina O.; Pires, Állan S.; Fensterseifer, Isabel C. M.; Miranda, Vivian J.; Haney, Evan F. (16 квітня 2018). In silico optimization of a guava antimicrobial peptide enables combinatorial exploration for peptide design. Nature Communications. Т. 9, № 1. с. 1490. doi:10.1038/s41467-018-03746-3. ISSN 2041-1723. PMC 5902452. PMID 29662055. Процитовано 23 жовтня 2022.
  3. Mercer, Derry K.; Torres, Marcelo D. T.; Duay, Searle S.; Lovie, Emma; Simpson, Laura (7 липня 2020). Antimicrobial Susceptibility Testing of Antimicrobial Peptides to Better Predict Efficacy. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 10: 326. doi:10.3389/fcimb.2020.00326. ISSN 2235-2988. PMC 7358464. PMID 32733816.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  4. Fosfolípido. Процитовано 13 листопада 2021.
  5. Porto, William F.; Irazazabal, Luz; Alves, Eliane S. F.; Ribeiro, Suzana M.; Matos, Carolina O. (16 квітня 2018). In silico optimization of a guava antimicrobial peptide enables combinatorial exploration for peptide design. Nature Communications (англ.). 9 (1): 1490. doi:10.1038/s41467-018-03746-3. ISSN 2041-1723.
  6. Overview of nosocomial infections caused by gram-negative bacilli. Процитовано 11 листопада 2021.
  7. Tavares, Letícia Stephan; Rettore, João Vitor; Freitas, Renata Mendes; Porto, William Farias; Duque, Ana Paula do Nascimento (1 жовтня 2012). Antimicrobial activity of recombinant Pg-AMP1, a glycine-rich peptide from guava seeds. Peptides (англ.). 37 (2): 294–300. doi:10.1016/j.peptides.2012.07.017. ISSN 0196-9781.
  8. Peleg, Anton Y.; Hooper, David C. (13 травня 2010). Hospital-Acquired Infections Due to Gram-Negative Bacteria. New England Journal of Medicine. 362 (19): 1804–1813. doi:10.1056/NEJMra0904124. ISSN 0028-4793. PMC 3107499. PMID 20463340.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом ()
  9. Souli, M.; Galani, I.; Giamarellou, H. (20 листопада 2008). Emergence of extensively drug-resistant and pandrug-resistant Gram-negative bacilli in Europe. Euro Surveillance: Bulletin Europeen Sur Les Maladies Transmissibles = European Communicable Disease Bulletin. 13 (47): 19045. ISSN 1560-7917. PMID 19021957.
  10. Fleischmann, Carolin; Scherag, André; Adhikari, Neill K. J.; Hartog, Christiane S.; Tsaganos, Thomas (1 лютого 2016). Assessment of Global Incidence and Mortality of Hospital-treated Sepsis. Current Estimates and Limitations. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 193 (3): 259–272. doi:10.1164/rccm.201504-0781OC. ISSN 1073-449X.
  11. Computational Approach to Create New Potent Antibiotics (амер.). 17 квітня 2018. Процитовано 14 листопада 2021.
  12. Writer, GEN Staff (16 квітня 2018). Antimicrobials Evolved by Computer Show Fitness against Antibiotic-Resistant Bacteria (амер.). Процитовано 14 листопада 2021.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Guavanin 2 antimikrobnij peptid sho maye antibakterialni vlastivosti efektivnij proti gramnegativnih bakterij Ce shtuchnij peptid modifikovanij za dopomogoyu genetichnogo algoritmu ye rekombinantom peptidu guayavi z visokim vmistom glicinu poperedno vidilenogo z nasinnya guayavi yabluchnoyi Psidium guajava Sintez guavaninu 2 zdijsnyuyut cherez potrebu v alternativi antibiotikam yak strategiyu kontrolyu stijkosti bakterij Trivimirne zobrazhennya guavaninu 2 IstoriyaDoslidzhennya cogo peptidu rozpochalisya na pochatku 21 go stolittya Jogo vidkrittya pov yazane z tim sho buv provedenij eksperiment yakij polyagav u stvorenni riznih tipiv guavaninu ta obranni najpotuzhnishogo pid chas skriningu na antimikrobnu aktivnist Sered 15 peptidiv nazvanih guavaninami vid 1 do 15 variant guavanin 2 buv najkrashim i tomu buv obranij dlya podalshogo pogliblenogo analizu Cej peptid stanovit velikij interes oskilki bilshist antimikrobnih peptidiv spryamovani na grampozitivni bakteriyi bo nebagato antibiotikiv diyut na gramnegativni bakteriyi a osnovnoyu mishennyu guavaninu 2 ye yakraz gramnegativni bakteriyi Golovnoyu prichinoyu stvorennya takih peptidiv ye borotba z mnozhinnoyu stijkistyu bakterij do antibiotikiv Osnovni harakteristikiLokus 5V1E A Nemaye viznachenoyi vtorinnoyi strukturi u vodi ale ye tendenciya utvoryuvati alfa spiral v organichnih rozchinnikah Amfipatichna alfa spiralna struktura oskilki vona utvorena yak gidrofobnimi tak i polyarnimi aminokislotami Potencialna energiya solvataciyi 2 38 0 33 MDzh mol 1 Baktericidnij peptid u nizkih koncentraciyah Nizki znachennya minimalnoyi ingibuyuchoyi koncentraciyi Zminna kinetika diyi v zalezhnosti vid substratu na yakij vin diye Vvazhayetsya bezpechnim peptidom Ne sposterigalosya citotoksichnosti v eritrocitah lyudini abo stosovno embrionalnih klitin nirok Dlya dosyagnennya toksichnogo efektu znadobitsya vvedennya dozi v 24 razi bilshe nizh zazvichaj BudovaStruktura guavaninu 2 skladayetsya z 20 aminokislot sho nadaye jomu pribliznu molekulyarnu masu 2200 dalton Varto zaznachiti sho nezvazhayuchi na te sho guavanin 2 sintezuyetsya z Pg AMP1 yaka ye molekuloyu duzhe bagatoyu na glicin guavanin 2 maye lishe odin zalishok ciyeyi spoluki i ce sprichinyuye pomitni vidminnosti v diyah oboh peptidiv Pervinna struktura Struktura guavaninu 2 maye osoblivosti v polyarnosti cherez aminokisloti sho vhodyat do jogo skladu ye duzhe polyarnij abo gidrofilnij harakter u oblastyah bagatih na arginin R abo glutamin Q yaki ye duzhe povtoryuvanimi aminokislotami v peptidnij poslidovnosti a takozh tam de ye sporadichni zalishki glutaminovoyi kisloti E ta serinu S Z drugogo boku gidrofobnist abo nepolyarnist zdebilshogo nadayetsya zalishkami tirozinu Y yakij nezvazhayuchi na nayavnist polyarnoyi gidroksilnoyi grupi v bichnomu lancyugu maye aromatichne kilce yake usuvaye vsyu polyarnist iz ciyeyi aminokisloti Inshi zalishki z bichnimi lancyugami utvorenimi viklyuchno z vuglevodniv taki yak lejcin L izolejcin I i glicin G takozh spriyayut gidrofobnosti nezvazhayuchi na te sho voni predstavleni v molekuli v menshosti Rozpodil polyarnosti v linijnij strukturi guavaninu 2 chervonim pokazani polyarni aminokisloti sinim nepolyarni Sho stosuyetsya elektrichnogo zaryadu peptidu to vin zalezhit viklyuchno vid zaryadu bichnih lancyugiv aminokislot i kincevih amino ta vuglecevih kinciv Lishe deyaki konkretni aminokisloti mayut pevnij zaryad u vipadku guaninu 2 ce arginin pozitivnij zaryad i glutaminova kislota negativnij zaryad Sumarnij zaryad molekuli 5 Cej chistij zaryad zhittyevo vazhlivij dlya jogo baktericidnoyi funkciyi oskilki fosfolipidi v membranah gramnegativnih bakterij negativno zaryadzheni sho sprichinyuye vzayemodiyu mizh pozitivno zaryadzhenim guavaninom 2 i golovkami fosfolipidiv Rozpodil zaryadiv u linijnij strukturi guavaninu 2 zelenim pokazan pozitivnij zaryad zhovtim negativnij Vtorinna struktura Vtorinna struktura utvorena golovnim lancyugom z konformaciyeyu alfa spirali Guavanin 2 utvoryuye amfipatichnu alfa spiral oskilki v nomu ye yak polyarni tak i nepolyarni aminokisloti Stabilizaciya ciyeyi strukturi v aminokincevij oblasti vidbuvayetsya zavdyaki vodnevim zv yazkam utvorenim zalishkami argininu poziciya 1 glutaminu poziciya 2 i tirozinu poziciya 3 Sho stosuyetsya centralnoyi chastini to tam struktura stabilizuyetsya glutaminom polozhennya 9 yakij vstanovlyuye vodnevi zv yazki z dvoma argininami polozhennya 5 i 12 Piznishe bulo vstanovleno sho u vodnomu rozchini guavanin 2 ne zdatnij utvoryuvati gvintovu strukturu i tomu zalishayetsya z neviznachenoyu formoyu Poki vodnij rozchin ne bulo zmineno na apolyarne seredovishe yake zabezpechuvalo gidrofobne seredovishe stabilna struktura alfa spirali ne vinikala Krim togo buli provedeni doslidzhennya pri riznomu rN shob z yasuvati v yakih kislotnih umovah vtorinna struktura bula bilsh stabilnoyu Bulo zrobleno visnovok sho maksimalna stabilnist bula otrimana pri pH 4 de vtorinna struktura peptidu zajmaye 42 jogo strukturi a 92 vtorinnoyi strukturi stanovit alfa spiral FunkciyiPeptid guavanin 2 maye antimikrobni vlastivosti Potreba v peptidi z takimi funkciyami vinikaye cherez problemi sprichineni gramnegativnimi bakteriyami yaki v bagatoh vipadkah pov yazani z vnutrishnolikarnyanimi infekciyami u viddilennyah intensivnoyi terapiyi U vipadku stijkosti mikroorganizmiv do zvichajnih antibiotikiv ye neobhidnist vikoristannya alternativnogo zasobu likuvannya i tut staye korisnim guavanin 2 yakij maye visoku antibakterialnu efektivnist razom iz nevelikoyu citotoksichnistyu dlya klitin lyudini Guavanin 2 maye velike znachennya cherez nizku vartist visoku produktivnist i shvidke vikoristannya na vidminu vid antibiotikiv Mehanizm diyi Sered peptidiv modifikovanih za dopomogoyu genetichnogo algoritmu bulo obrano ochishenij peptid guavanin 2 yakij mozhe atakuvati bakteriyi osoblivo gramnegativni yaki mayut zdatnist utvoryuvati mutanti ta dilitisya genami sho koduyut mehanizmi stijkosti do antibiotikiv Vin ye duzhe efektivnim proti gramneativnih Escherichia coli ta Acinetobacter baumannii viyavlyaye obmezhenu aktivnist proti Klebsiella pneumoniae Guavanin 2 viyavlyaye duzhe neznachnu rujnivnu aktivnist proti grampozitivnih bakterij i duzhe skromnij profil shodo gribiv zokrema prizvodit do slabkoyi zagibeli drizhdzhiv Candida parapsilosis Aktivnist proti bioplivok pereviryali na prikladi E coli Staphylococcus aureus K pneumoniae ta Candida albicans i viyavili sho cej shtuchnij peptid zmig zmenshiti lishe bioplivki C albicans Funkciya guavaninu 2 polyagaye v ataci na bakterij i sprichinenni yihnoyi smerti ale pislya sposterezhen za efektom takogo znishennya bulo zrobleno visnovok sho peptid robit ce povilno Pomicheno sho pislya 120 hvilin inkubaciyi bakteriyi v koncentraciyi 12 5 mkM peptidu u dva razi vishe minimalnoyi ingibuyuchoyi koncentraciyi gine priblizno lishe 20 klitin E coli Osnovnoyu mishennyu dlya bagatoh tipiv antimikrobnih peptidiv a takozh dlya cogo peptidu ye bakterialna membrana Analiz proniknosti membrani klitin E coli provoditsya za dopomogoyu farbnika SYTOX Green SG a depolyarizaciyi membran fluorescentnogo indikatora klitin DiSC3 5 Rezultati pokazuyut sho guavanin 2 viklikaye povilne ta duzhe neznachne nadhodzhennya farbnika do klitini porivnyano z pozitivnim i negativnim kontrolem pozitivnim kontrolem sluguvav duzhe efektivnij melitin i sho povilna kinetika pov yazana z tim sho cej peptid diye shlyahom giperpolyarizaciyi membrani na vidminu vid bilshosti inshih antimikrobnih peptidiv yaki diyut cherez depolyarizaciyu Eksperiment in vivo Vrahovuyuchi bagatoobicyayuchi harakteristiki guavaninu 2 buv provedenij eksperiment in vivo shob pereviriti efektivnist cogo peptidu proti bakteriyi Pseudomonas aeruginosa sinognijna palichka Porivnyuvali efektivnist guavaninu 2 z jogo peptidom poperednikom Pg AMP1 ta izolovanim fragmentom ostannogo vazhlivim dlya jogo peredbachuvanih antimikrobnih vlastivostej Bulo vikoristano 24 mishi yakih rozdilili na dvi nezalezhnih eksperimenti v kozhnomu eksperimenti bulo dvanadcyat mishej rozdilenih na tri grupi po chotiri osobini v kozhnij Kozhna misha bula pogolena z zadnoyi chastini tila ta piddana miscevomu nagrivannyu dostatnomu dlya utvorennya sadna ta takim chinom poshkodzhennya epidermisu Bulo vvedeno 50 mkl suspenziyi bakteriyi P aeruginosa sho mistili 5 10 7 KUO kolonijutvoryuyuchih odinic Piznishe vvodili vidpovidni peptidi zalezhno vid togo do yakoyi grupi nalezhali mishi Kozhna grupa z chotiroh osib otrimala dozu odnogo z peptidiv dlya analizu Pislya togo yak voni otrimali antimikrobnij peptid tvarin umertvili a nekrotichnu tkaninu virizali ta vidklali dlya podalshogo analizu Cherez chotiri dni pislya bakterialnoyi infekciyi zrazki gomogenizuvali ta rozvodili z metoyu pidrahunku kilkosti KUO bakterij yaki zalishilisya v kozhnij mishi Nareshti buli rozrahovani seredni pokazniki zmenshennya kilkosti bakterij dlya guavaninu 2 Pg AMP1 i fragmenta Pg AMP1 Vikoristovuyuchi statistiku ANOVA bulo rozrahovano odnoridnist serednih znachen dlya troh grup i bulo zrobleno visnovok sho guavanin 2 mav nabagato bilsh znachushu vidpovid nizh inshi dva peptidi yaki mogli dorivnyuvati diyi guavaninu 2 lishe yaksho voni buli u visokih koncentraciyah Shema eksperimentu in vivo dlya ocinyuvannya baktericidnoyi efektivnosti guavaninu 2 Majbutni programi Doslidzhennya 2010 roku pokazalo sho gramnegativni bakteriyi ye prichinoyu 30 likarnyanih infekcij osoblivo u vipadkah pnevmoniyi ta sechovividnih shlyahiv de voni mayut chastotu 47 ta 45 vidpovidno She bilshe trivogi viklikali dani z viddilen intensivnoyi terapiyi de lishe 7 vidiv cogo tipu bakterij viklikali 70 infekcij Ci rezultati buli podibni do tih sho buli otrimani v Greciyi dvoma rokami ranishe u 2008 r yaki pokazali sho v yihnih viddilennyah intensivnoyi terapiyi 85 bakterij mali stijkist do pevnih tipiv antibiotikiv Infekciyi ne spovilnilisya i v 2015 r bulo pidrahovano sho stijki do antibiotikiv bakteriyi mozhut stati prichinoyu 30 miljoniv vipadkiv sepsisu na rik i otzhe stati prichinoyu priblizno 5 miljoniv smertej u vsomu sviti Rozrahunki provedeni v 2018 r pokazali sho slid ochikuvati zrostannya smertnosti cherez bakteriyi stijki do antibiotikiv do 10 miljoniv lyudej na rik u 2050 r Svitovi eksperti nagoloshuyut na vazhlivosti poshuku novih antibiotikiv krim tradicijnih shob priborkati cyu krizu i same tut peptidi roslinnogo pohodzhennya taki yak guavanin 2 mozhut zminiti situaciyu Neobhidno prosuvatis upered u doslidzhennyah u cij novij galuzi oskilki na sogodnishnij den dosi ne isnuye shtuchno modifikovanogo peptidu dozvolenogo takimi organizaciyami yak FDA dlya vikoristannya v likuvanni lyudej Zavdyaki vlastivostyam i harakteristikam prodemonstrovanim guavaninom 2 vin yak ochikuyetsya mozhe v majbutnomu stati chudovim rishennyam u podolanni antibiotikorezistentnosti bakterij SintezProces sintezu novogo peptidu ye osoblivo skladnim vrahovuyuchi sho isnuyuchi metodi yaki vikoristovuyutsya dlya identifikaciyi novih peptidnih poslidovnostej znachnoyu miroyu pokladayutsya na informaciyu shodo antimikrobnih peptidiv yaka mistitsya v bazah danih Cej fakt obmezhuye zdatnist cih metodiv identifikuvati nevidomi poslidovnosti antimikrobnih peptidiv Za vikoristannya metodiv avtomatizovanogo proektuvannya yaki zdayutsya najefektivnishimi u vipadku dodavannya do aminokislotnoyi poslidovnosti neproteyinogennih aminokislot tehnika bilshe ne mozhe rozpiznavati peptid yak takij Cej fakt svidchit pro te sho hocha bilshist pervinnih peptidnih poslidovnostej vivchena malo doslidzheno kombinatorni poslidovnosti antimikrobnih peptidiv Tim ne mensh pevni peptidi z riznimi harakteristikami mozhna identifikuvati v prirodi Bulo pokazano sho ci poslidovnosti roslinnih peptidiv mozhut sluzhiti shablonom dlya rozrobki novih peptidnih poslidovnostej U doslidzhenni 2018 roku z metoyu rozrobki innovacijnih peptidiv vikoristovuvavsya specifichnij peptid Pg AMP1 yak shablon dlya stvorennya za dopomogoyu genetichnogo algoritmu riznih peptidiv guavaninu z guayavi z pevnimi modifikaciyami PrimitkiCardoso Marlon H Orozco Raquel Q Rezende Samilla B Rodrigues Gisele Oshiro Karen G N 22 sichnya 2020 Computer Aided Design of Antimicrobial Peptides Are We Generating Effective Drug Candidates Frontiers in Microbiology 10 3097 doi 10 3389 fmicb 2019 03097 ISSN 1664 302X PMC 6987251 PMID 32038544 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Porto William F Irazazabal Luz Alves Eliane S F Ribeiro Suzana M Matos Carolina O Pires Allan S Fensterseifer Isabel C M Miranda Vivian J Haney Evan F 16 kvitnya 2018 In silico optimization of a guava antimicrobial peptide enables combinatorial exploration for peptide design Nature Communications T 9 1 s 1490 doi 10 1038 s41467 018 03746 3 ISSN 2041 1723 PMC 5902452 PMID 29662055 Procitovano 23 zhovtnya 2022 Mercer Derry K Torres Marcelo D T Duay Searle S Lovie Emma Simpson Laura 7 lipnya 2020 Antimicrobial Susceptibility Testing of Antimicrobial Peptides to Better Predict Efficacy Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 10 326 doi 10 3389 fcimb 2020 00326 ISSN 2235 2988 PMC 7358464 PMID 32733816 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Fosfolipido Procitovano 13 listopada 2021 Porto William F Irazazabal Luz Alves Eliane S F Ribeiro Suzana M Matos Carolina O 16 kvitnya 2018 In silico optimization of a guava antimicrobial peptide enables combinatorial exploration for peptide design Nature Communications angl 9 1 1490 doi 10 1038 s41467 018 03746 3 ISSN 2041 1723 Overview of nosocomial infections caused by gram negative bacilli Procitovano 11 listopada 2021 Tavares Leticia Stephan Rettore Joao Vitor Freitas Renata Mendes Porto William Farias Duque Ana Paula do Nascimento 1 zhovtnya 2012 Antimicrobial activity of recombinant Pg AMP1 a glycine rich peptide from guava seeds Peptides angl 37 2 294 300 doi 10 1016 j peptides 2012 07 017 ISSN 0196 9781 Peleg Anton Y Hooper David C 13 travnya 2010 Hospital Acquired Infections Due to Gram Negative Bacteria New England Journal of Medicine 362 19 1804 1813 doi 10 1056 NEJMra0904124 ISSN 0028 4793 PMC 3107499 PMID 20463340 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki z PMC z inshim formatom posilannya Souli M Galani I Giamarellou H 20 listopada 2008 Emergence of extensively drug resistant and pandrug resistant Gram negative bacilli in Europe Euro Surveillance Bulletin Europeen Sur Les Maladies Transmissibles European Communicable Disease Bulletin 13 47 19045 ISSN 1560 7917 PMID 19021957 Fleischmann Carolin Scherag Andre Adhikari Neill K J Hartog Christiane S Tsaganos Thomas 1 lyutogo 2016 Assessment of Global Incidence and Mortality of Hospital treated Sepsis Current Estimates and Limitations American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 193 3 259 272 doi 10 1164 rccm 201504 0781OC ISSN 1073 449X Computational Approach to Create New Potent Antibiotics amer 17 kvitnya 2018 Procitovano 14 listopada 2021 Writer GEN Staff 16 kvitnya 2018 Antimicrobials Evolved by Computer Show Fitness against Antibiotic Resistant Bacteria amer Procitovano 14 listopada 2021

Дата публікації:
Топ