Applications antimicrobiennes d'étalage localisées par surface

Avec une augmentation dans la résistance aux antibiotiques vers la gamme existante des antibiotiques, il y a un besoin de découvrir une classe neuve des peptides antibiotiques précédemment inconnus.

Les méthodes précédentes de recenser les antibiotiques neufs concernent les procédures qui sont lentes, inefficace, et les orientations sur les peptides cationiques (franchement - chargé) et amphipathiques. Ainsi, il y a un besoin de découvrir des méthodes plus neuves pour découvrir la diverse gamme des peptides antibiotiques.

Contrôle antimicrobien de susceptibilité dans la boîte de Pétri. Crédit d
Contrôle antimicrobien de susceptibilité dans la boîte de Pétri. Crédit d'image : Jarun Ontakrai/Shutterstock

L'étalage antimicrobien localisé par surface ou MASSACRENT comporte la construction d'une bibliothèque de peptide des séquences faites au hasard de peptide, qui sont alors transformées ou comportées dedans à un génome bactérien (Escherichia coli).

Alors ces séquences de peptide sont induites par IPTG et sont examinées pour des effets antibiotiques, car on éliminera les bactéries qui exprime les peptides antibiotiques de la population.

Par la suite utilisant le prochain rétablissement ordonnançant, les séquences avant et après l'admission sont dérivées et analysées in silico pour déterminer les premiers peptides antibiotiques.

Pendant qu'un médicament agit l'un sur l'autre d'abord avec la surface bactérienne de cellules, tous les peptides transformés pendant SLAY ont un signe extérieur de localisation.

Technique de Haut-Débit pour trouver le grand nombre des antibiotiques

Le potentiel principal de la technique SLAY se situe en sa nature de haut-débit. Premièrement, des peptides de n'importe quelle taille, la structure, ou la complexité de séquence sont pilotés dans les bacilles gram négatifs. Ces peptides sont alors exprimés et le résultat est affiché utilisant l'ordonnancement du haut-débit ADN.

Ceci aide en examinant le grand nombre des peptides potentiels dans un peu d'heure. Les chercheurs à l'Université du Texas utilisée MASSACRENT pour protéger une bibliothèque massive et impartiale de peptide des séquences faites au hasard et sondée pour l'activité antimicrobienne.

Ils pouvaient examiner rapidement approximativement 800.000 20 peptides de mer pour l'activité antimicrobienne. Bien qu'une immense majorité (98,3%) de séquences n'ait montré aucun effet antibiotique, 1,7% (7.968 séquences entièrement synthétiques) du gisement a montré l'activité antimicrobienne potentielle.

Cet écran unique a doublé le nombre d'antibiotiques connus découverts jusqu'à maintenant. Cette écaille de recherche antibiotique de peptide est presque impossible suivre des méthodes traditionnelles d'examen critique antibiotique.

Découverte des antibiotiques chimiquement divers

En raison du manque de méthodes simples et biologiquement appropriées de l'écran pour l'antibiotique, la plupart des stratégies actuelles concentrez sur une classe unique (contenant des régions hydrophiles et hydrophobes) des peptides cationiques (franchement - chargé) et amphipathiques ou des camps (peptides antimicrobiens cationiques).

Cependant, quand MASSACREZ des peptides ont été vérifiés pour leur charge et le hydrophobicity, là n'était aucune polarisation vers franchement ou charge négative dans ces derniers des composés.

La plupart des composés ont eu la charge neutre et le hydrophobicity neutre. En outre, les peptides actuels sont dominés par des séquences riches en protéines mais il n'y avait aucun un tel enrichissement spécifique franchement - des résidus chargés.

Les résidus hydrophobes, tels que l'alanine, isoleucine, leucine, et valine étaient également également présents. , MASSACREZ ainsi découvre la gamme neuve et inexploitée des antibiotiques qui a été précédemment dominée par une classe unique des peptides.

Découverte de moins d'antibiotiques toxiques

Les peptides existants peuvent être conçus pour montrer la tolérance et la résistance de sel aux protéases (l'enzyme qui dégrade des protéines). Cependant, il a été difficile de préparer les camps existants ou les peptides antimicrobiens cationiques moins de toxique.

Un des peptides cationiques P1 montre l'activité grippage grippage à 25 mg/kg et entraîne la mortalité immédiate à 35 mg/kg. Ainsi, les peptides cationiques montrent fréquemment des effets toxiques.

L'hémolyse (décomposez des GR), une des lectures de la toxicité montrée par des antibiotiques, a été vérifiée dedans MASSACRENT des peptides et aucun des peptides découverts par SLAY n'a montré hémolytique ou des effets toxiques jusqu'à une dose maximale de 50mg.

La forme synthétique montre le bon rendement

Plusieurs des peptides antibiotiques découverts utilisant les approches traditionnelles ne montrent pas l'activité en forme synthétique car elles ne peuvent pas croiser la membrane bactérienne. Ainsi, le rendement du peptide de MASSACRE a été vérifié pour évaluer s'ils possèdent les inconvénients assimilés.

Pour vérifier ceci, MASSACREZ les peptides avec le hydrophobicity inférieur et le point mort à la charge négative ont été sélectés. Ceci a été fait afin de vérifier si SLAY pourrait montrer le niveau assimilé de l'activité car franchement habituellement utilisés - les peptides antibiotiques chargés.

Ceux-ci ont été vérifiés contre trois tensions bactérie-résistantes. 18 de 22 séquences (de 80%) qui ont été recensées par SLAY comme active ont montré l'activité antimicrobienne.

Les peptides atypiques, non-cationiques, non-hydrophobes ont montré une gamme des effets antibactériens sur les quatre bactéries examinées, découvrant une nouvelle gamme d'antibiotiques potentiels.

Certains peptides n'ont également montré l'action antimicrobienne vers quelques tensions et aucune activité vers d'autres.  Ceci propose un mode plus spécifique d'action des peptides SLAY.

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Last Updated: Aug 23, 2018

Hannah Simmons

Written by

Hannah Simmons

Hannah is a medical and life sciences writer with a Master of Science (M.Sc.) degree from Lancaster University, UK. Before becoming a writer, Hannah's research focussed on the discovery of biomarkers for Alzheimer's and Parkinson's disease. She also worked to further elucidate the biological pathways involved in these diseases. Outside of her work, Hannah enjoys swimming, taking her dog for a walk and travelling the world.

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