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Synthèse antimicrobienne d'étalage localisée par surface

L'étalage antimicrobien localisé par surface, ou MASSACREZ, est une plate-forme d'examen critique de haut-débit qui recense les peptides antimicrobiens nouveaux pour combattre les bacilles gram négatifs multi-médicament-résistants.

Crédit : molekuul_be/Shutterstock.com

La résistance aux antibiotiques est l'un des plus grands dangers à la vie humaine, avec les bactéries résistant aux antibiotiques prévue pour entraîner 30 millions de morts d'ici 2050.

La résistance aux antibiotiques se produit quand les bactéries changent et deviennent nonsensibles aux médicaments antibiotiques. Il y a un besoin urgent de développer la classe neuve des antibiotiques qui peuvent viser la diverse gamme des bactéries résistant aux antibiotiques qui ont maintenant apparu.

Développement antibiotique

La dernière classe neuve des antibiotiques a été développée sur il y a 40 ans, cependant, plusieurs organismes de recherche ont développé les peptides antimicrobiens qui complètent de vieux antibiotiques.

Les peptides antimicrobiens ou les peptides de défense du hôte sont des antibiotiques grands de spectre qui peuvent viser des bactéries, des virus enveloppés, et des champignons. Cependant, les techniques pour protéger des bibliothèques de peptide et pour découvrir des peptides plus neufs manquent actuel, avec la plupart des études se concentrant sur les peptides ou les camps antimicrobiens cationiques naturels.

En raison de leur charge et taille cationiques qu'elles fixent et s'insèrent dans les bilayers bactériens de membrane aux pores de forme. Bien que les camps se soient avérés in vitro efficace, in vivo leurs effets sont moins efficaces. Ainsi, des techniques neuves pour l'exploration antimicrobienne de peptide au delà des matrices naturellement procurables sont exigées.

Les connaissances de base de MASSACRENT

Produire une bibliothèque de peptide et transformation des cellules bactériennes

Pour réaliser la surface l'étalage antimicrobien localisé, une bibliothèque faite au hasard de peptide est produit utilisant les amorces faites au hasard d'ACP qui flanquent la région de peptide. Les plasmides contenant ces séquences de peptide sont alors transformés ou intégrés dans le génome des bactéries (d'intérêt).

Les peptides sont des protéines de fusion comprenant ce qui suit : a) séquence de signe de lipoprotéine de murein (lpp) qui dirige des protéines pour l'exportation du cytoplasme ; b) cinq domaines de transmembrane (résidus 46-159) de la protéine de membrane d'OmpA pour la localisation extérieure de membrane ; c) longe flexible qui permet la liberté spatiale ; d) Peptide de C-terminal.

Le domaine de transmembrane est ajouté au peptide comme pendant les infections, les antibiotiques agissent l'un sur l'autre d'abord avec une bactérie sur sa surface de cellules. Ainsi récapituler ceci, les peptides sont visés sur la surface bactérienne de cellules.

Expression des peptides antimicrobiens dans les bactéries

Par la suite, les bacilles gram négatifs exprimant les protéines de peptide de fusion sont développés dans la culture et induit par IPTG. Les peptides avec les propriétés antibactériennes mèneront à bactéricide ou des effets bactériostatiques et les bactéries de expression seront éliminés de la population.

Ordonnancement de prochain rétablissement des populations d'entrée et sortie

Utilisant le prochain rétablissement ordonnançant des techniques, les séquences des bibliothèques de plasmide sont pre-- rassemblé et goujon-admission. In silico des techniques sont alors employées pour comparer chaque peptide et son abondance pre- et goujon-admission. Ceci mène à l'identification des peptides antimicrobiens potentiels.

Validation des peptides antimicrobiens

Pour la validation, trois peptides antimicrobiens découverts dedans MASSACRENT et deux peptides de contrôle sont transformés ou intégrés dedans au génome d'E.coli. Par la suite ils sont induits et moissonnés à 0,2,3,4 heures.

La construction de bibliothèque de prochain rétablissement et l'ordonnancement est faite et s'affiche sont normalisés aux comptes d'entrée. Tandis que les peptides de contrôle devraient montrer un pli neutre proche de modification de log dans les séquences d'entrée et sortie, les peptides de test devraient idéalement montrer une modification du pli log2 de -1 ou abaisser indiquer leur démontage de la population au fil du temps.

MASSACREZ découvre le gisement chimiquement divers des antibiotiques

Les antibiotiques découverts jusqu'à ce que maintenant soient dominés par les peptides qui sont cationiques (franchement - chargé) et amphipathiques (contenant les pièces hydrophiles et hydrophobes). Cependant, les peptides recensés utilisant SLAY ont la charge neutre et le hydrophobicity neutre en moyenne.

Bien qu'en peptides traditionnels franchement - la lysine chargée est trouvée dans une fréquence beaucoup plus haute, là n'est aucun enrichissement de n'importe quel acide aminé spécifique en active contre des séquences inactives découvertes MASSACRENT. Elles ont également la présence également fréquente des acides aminés hydrophobes, tels que l'alanine, l'isoleucine, la leucine, et la valine. , MASSACREZ ainsi les aides découvrent le vaste et encore inconnu horizontal des peptides antimicrobiens potentiels.

MASSACREZ les coups ont différents mécanismes d'action antibactérienne

Bien que les peptides antimicrobiens traditionnels agissent sur les bactéries par la perturbation de membrane avec des effets bactéricides, les peptides recensés par des peptides SLAY ont été proposés pour posséder la formation de non-pore et les divers mécanismes de l'action.

Le mécanisme de l'action des peptides recensés par SLAY est encore peu clair. En outre, les peptides de MASSACRE et d'autres peptides cationiques ont une différence important dans leurs propriétés toxiques. Les peptides cationiques entraînent l'activité grippage grippage à 25 mg/kg et la mortalité immédiate à 35 mg/kg montrant ses effets toxiques. Cependant, les peptides anioniques découverts dans SLAY ne montrent aucun effet toxique jusqu'à 50 mg/kg.

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Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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