Aplicações antimicrobiais localizadas superfície do indicador

Com uma elevação na resistência antibiótica para a escala existente dos antibióticos, há uma necessidade de descobrir uma classe nova de peptides antibióticos previamente desconhecidos.

Os métodos precedentes de identificar antibióticos novos envolvem os procedimentos que são lentos, incapaz, e os focos em peptides cationic (positivamente - cobrado) e amphipathic. Assim, há uma necessidade de descobrir uns métodos mais novos para descobrir a escala diversa de peptides antibióticos.

Teste antimicrobial da susceptibilidade no prato de petri. Crédito de imagem: Jarun Ontakrai/Shutterstock
Teste antimicrobial da susceptibilidade no prato de petri. Crédito de imagem: Jarun Ontakrai/Shutterstock

Surgir o indicador antimicrobial localizado ou MASSACRE-O envolve a construção de uma biblioteca do peptide das seqüências aleatórias do peptide, que então são transformadas ou incorporadas dentro a um genoma bacteriano (Escherichia Coli).

Então estas seqüências do peptide são induzidas por IPTG e seleccionadas para efeitos antibióticos, porque as bactérias que expressa peptides antibióticos serão eliminadas da população.

Subseqüentemente usando a próxima geração que arranja em seqüência, as seqüências antes e depois da indução são derivadas e analisadas in silico para determinar os peptides antibióticos superiores.

Enquanto uma droga interage primeiramente com a superfície bacteriana da pilha, todos os peptides transformados durante SLAY têm um sinal de superfície da localização.

Técnica da Alto-Produção para detectar o grande número de antibióticos

O potencial principal da técnica SLAY encontra-se em sua natureza da alto-produção. Em primeiro lugar, os peptides de todo o tamanho, a estrutura, ou a complexidade da seqüência são conduzidos nas bactérias relvado-negativas. Estes peptides são expressados então e o resultado é lido usando arranjar em seqüência do ADN da alto-produção.

Isto ajuda em selecionar o grande número de peptides potenciais em uma pequena quantidade de tempo. Os pesquisadores na Universidade do Texas usada MASSACRAM para seleccionar uma biblioteca maciça e imparcial do peptide de seqüências aleatórias e sondada para a actividade antimicrobial.

Podiam seleccionar rapidamente aproximadamente 800.000 20 peptides do mer para a actividade antimicrobial. Embora uma grande maioria (98,3%) das seqüências não mostrasse nenhuns efeitos antibióticos, 1,7% (7.968 seqüências inteiramente sintéticas) da associação mostraram a actividade antimicrobial potencial.

Esta única tela dobrou o número de antibióticos conhecidos descobertos até agora. Esta escala da busca antibiótica do peptide é métodos tradicionais de utilização quase impossíveis da selecção antibiótica.

Descoberta de antibióticos quimicamente diversos

Devido à falta de métodos simples e biològica relevantes à tela para o antibiótico, a maioria das estratégias actuais centre-se sobre uma única classe (contendo regiões hidrófilas e hidrofóbicas) de peptides ou de acampamentos cationic (positivamente - cobrado) e amphipathic (peptides antimicrobiais cationic).

Contudo, quando MASSACRE os peptides foram testados para sua carga e o hydrophobicity, lá não era nenhuma polarização para positivamente ou carga negativa nestes compostos.

A maioria dos compostos tiveram a carga neutra e o hydrophobicity neutro. Também, os peptides actuais são dominados por seqüências lisina-ricas mas havia não tal enriquecimento específico positivamente - de resíduos cobrados.

Os resíduos hidrofóbicas, tais como a alanina, isoleucine, leucina, e valine estavam igualmente ingualmente actuais. , MASSACRE assim descobre a escala nova e não furada dos antibióticos que foi dominada previamente por uma única classe de peptides.

Descoberta de antibióticos menos tóxicos

Os peptides existentes podem ser projectados para exibir a tolerância e a resistência de sal aos proteases (a enzima que degrada proteínas). Contudo, foi difícil fazer os acampamentos existentes ou os peptides antimicrobiais cationic menos tóxicos.

Um dos peptides cationic P1 mostra apreensão-como a actividade em 25 mg/kg e causa a mortalidade imediata em 35 mg/kg. Assim, os peptides cationic mostram freqüentemente efeitos tóxicos.

A hemólise (divida dos RBC), uma das read-saídas da toxicidade mostrada por antibióticos, foi testada dentro MASSACRA peptides e nenhuns dos peptides descobertos com SLAY exibiram efeitos hemolytic ou tóxicos até uma dose máxima de 50mg.

O formulário sintético mostra o bom desempenho

Muitos dos peptides antibióticos descobertos usando as aproximações tradicionais não mostram a actividade no formulário sintético porque não podem cruzar a membrana bacteriana. Assim, o desempenho do peptide do MASSACRE estêve testado para avaliar se possuem inconvenientes similares.

Para testar isto, MASSACRE peptides com baixo hydrophobicity e o ponto morto à carga negativa foi seleccionado. Isto foi feito a fim testar se SLAY poderia mostrar o nível similar de actividade porque - os peptides antibióticos cobrados positivamente geralmente empregados.

Estes foram testados contra três tensões bactéria-resistentes. 18 de 22 seqüências (de 80%) que foram identificadas SLAY como o active exibiram a actividade antimicrobial.

Os peptides atípicos, não-cationic, não-hidrofóbicas mostraram uma escala de efeitos anti-bacterianos nas quatro bactérias testadas, descobrindo uma escala nova de antibióticos potenciais.

Determinados peptides igualmente não mostraram a acção antimicrobial para algumas tensões e a nenhuma actividade para outro.  Isto sugere um modo mais específico de acção de peptides SLAY.

Fontes:

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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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