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Applicazioni antimicrobiche della visualizzazione localizzate superficie

Con un aumento nella resistenza a antibiotici verso l'intervallo attuale degli antibiotici, c'è una necessità di scoprire una nuova classe di peptidi antibiotici precedentemente sconosciuti.

I metodi precedenti di identificazione degli antibiotici nuovi comprendono le procedure che sono lente, inefficiente ed i fuochi sui peptidi cationici (positivamente - fatto pagare) ed amphipathic. Quindi, c'è una necessità di scoprire i più nuovi metodi per scoprire il diverso intervallo dei peptidi antibiotici.

Prova antimicrobica di predisposizione nella capsula di Petri. Credito di immagine: Jarun Ontakrai/Shutterstock
Prova antimicrobica di predisposizione nella capsula di Petri. Credito di immagine: Jarun Ontakrai/Shutterstock

La visualizzazione antimicrobica localizzata superficie o UCCIDE comprende la costruzione di una libreria del peptide delle sequenze casuali del peptide, che poi sono trasformate o comprese dentro ad un genoma batterico (Escherichia coli).

Poi queste sequenze del peptide sono indotte da IPTG e sono schermate per gli effetti antibiotici, poichè i batteri che esprime i peptidi antibiotici si elimineranno dalla popolazione.

Successivamente facendo uso della generazione seguente che ordina, le sequenze prima e dopo l'induzione sono derivate ed analizzate in silico per determinare i peptidi antibiotici superiori.

Mentre una droga in primo luogo interagisce con la superficie batterica delle cellule, tutti i peptidi trasformati durante SLAY hanno un segnale di superficie della localizzazione.

Tecnica di Alto-Capacità di lavorazione per individuare grande numero degli antibiotici

Il potenziale principale della tecnica SLAY si trova in sua natura di alto-capacità di lavorazione. In primo luogo, i peptidi di tutta la dimensione, la struttura, o la complessità di sequenza sono determinati nei batteri gram-negativi. Questi peptidi poi sono espressi ed il risultato è letto facendo uso dell'ordinamento del DNA di alto-capacità di lavorazione.

Ciò aiuta nella schermatura del grande numero dei peptidi potenziali in una piccola quantità di tempo. I ricercatori all'università del Texas usata UCCIDONO per schermare una libreria massiccia ed imparziale del peptide delle sequenze casuali e sondata per attività antimicrobica.

Potevano schermare rapidamente circa 800.000 20 peptidi del mer per attività antimicrobica. Sebbene una vasta maggioranza (98,3%) delle sequenze non mostri alcuni effetti antibiotici, 1,7% (7.968 sequenze completamente sintetiche) del raggruppamento ha mostrato l'attività antimicrobica potenziale.

Questo singolo schermo ha raddoppiato il numero degli antibiotici conosciuti scoperti fino ad ora. Questo disgaggio della ricerca antibiotica del peptide è quasi impossibile facendo uso dei metodi tradizionali di selezione antibiotica.

Scoperta di antibiotici chimicamente diversi

dovuto mancanza di metodi semplici e biologicamente pertinenti allo schermo per l'antibiotico, la maggior parte delle strategie correnti metta a fuoco su una singola classe (contenendo sia le regioni idrofile che idrofobe) di peptidi o di campi cationici (positivamente - fatto pagare) ed amphipathic (peptidi antimicrobici cationici).

Tuttavia, quando UCCIDA i peptidi sono stati provati a loro tassa e il hydrophobicity, là non era tendenziosità verso positivamente o carica negativa in questi composti.

La maggior parte dei composti hanno avuti la tassa neutrale e hydrophobicity neutrale. Inoltre, i peptidi correnti sono dominati dalle sequenze ricche in proteine ma c'era positivamente non tale arricchimento specifico - dei residui fatti pagare.

I residui idrofobi, quale l'alanina, isoleucina, leucina e valina erano egualmente ugualmente presenti. Quindi, UCCIDA scopre il nuovo ed intervallo non sfruttato degli antibiotici che precedentemente è stato dominato da una singola classe di peptidi.

Scoperta degli antibiotici meno tossici

I peptidi attuali possono essere costruiti per esibire la tolleranza e la resistenza del sale alle proteasi (enzima che degrada le proteine). Tuttavia, è stato difficile da preparare i campi attuali o i peptidi antimicrobici cationici meno tossici.

Uno dei peptidi cationici P1 mostra l'attività del tipo di attacco a 25 mg/kg e causa la mortalità immediata a 35 mg/kg. Quindi, i peptidi cationici mostrano frequentemente gli effetti tossici.

L'emolisi (riparta di RBCs), una delle letture della tossicità indicata dagli antibiotici, è stata provata dentro UCCIDE i peptidi e nessuno dei peptidi scoperti con SLAY hanno esibito gli effetti emolitici o tossici fino ad una dose massima di 50mg.

Il modulo sintetico mostra la buona prestazione

Molti dei peptidi antibiotici scoperti facendo uso degli approcci tradizionali non riescono a mostrare l'attività nel modulo sintetico poichè non possono attraversare la membrana batterica. Quindi, la prestazione del peptide di UCCISIONE è stata provata per valutare se possiedono i simili svantaggi.

Per provare questo, UCCIDA i peptidi con il hydrophobicity basso e la posizione di folle alla carica negativa è stata selezionata. Ciò è stata fatta per provare se SLAY potesse mostrare il simile livello di attività poichè - i peptidi antibiotici fatti pagare positivamente solitamente impiegati.

Questi sono stati provati contro tre sforzi batterio-resistenti. 18 di 22 sequenze (di 80%) che sono state identificate tramite SLAY mentre l'attivo ha esibito l'attività antimicrobica.

I peptidi atipici, non cationici, non idrofobi hanno mostrato un intervallo degli effetti antibatterici sui quattro batteri analizzati, scoprente un nuovo intervallo degli antibiotici potenziali.

Determinati peptidi egualmente non hanno mostrato l'atto antimicrobico verso alcuni sforzi ed attività verso altre.  Ciò suggerisce un modo più specifico di atto dei peptidi 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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