Generalità antimicrobica della visualizzazione localizzata superficie

La visualizzazione antimicrobica localizzata superficie, o UCCIDA, è una piattaforma della selezione di alto-capacità di lavorazione che identifica i peptidi antimicrobici novelli per combattere i batteri gram-negativi multi-droga-resistenti.

Credito: molekuul_be/Shutterstock.com

La resistenza a antibiotici è una di più grandi minacce contro vita umana, con i batteri resistenti agli antibiotici stimata per causare 30 milione morti da ora al 2050.

La resistenza a antibiotici accade quando i batteri cambiano e diventano non rispondenti alle medicine antibiotiche. C'è un bisogno urgente di sviluppare la nuova classe di antibiotici che possono mirare al diverso intervallo dei batteri resistenti agli antibiotici che ora sono emerso.

Sviluppo antibiotico

L'ultima nuova classe di antibiotici è stata sviluppata in 40 anni fa, tuttavia, parecchi gruppi di ricerca hanno sviluppato i peptidi antimicrobici che completano i vecchi antibiotici.

I peptidi antimicrobici o i peptidi della difesa ospite sono vasti antibiotici di spettro che possono mirare ai batteri, ai virus avvolti ed ai funghi. Tuttavia, le tecniche per schermare le librerie del peptide e per scoprire i più nuovi peptidi corrente stanno mancando di, con la maggior parte dei studi che mettono a fuoco sui peptidi o sui campi antimicrobici cationici naturali.

dovuto la loro tassa e dimensione che cationiche fissano e che inseriscono nei doppii strati batterici della membrana ai pori del modulo. Sebbene i campi siano stati indicati per essere efficace in vitro, in vivo i loro effetti sono meno potenti. Quindi, le nuove tecniche per prospezione antimicrobica del peptide oltre i modelli naturalmente disponibili sono richieste.

I fondamenti di UCCIDONO

Creazione della libreria del peptide e trasformare le celle batteriche

Per il raggiungimento della superficie la visualizzazione antimicrobica localizzata, una libreria casuale del peptide è creata facendo uso delle mani di fondo casuali di PCR che fiancheggiano la regione del peptide. I plasmidi che contengono queste sequenze del peptide poi sono trasformati o integrati nel genoma dei batteri (di interesse).

I peptidi sono proteine di fusione che consistono di quanto segue: sequenza del segnale della lipoproteina del murein di a) (lpp) che dirige le proteine per l'esportazione dal citoplasma; b) cinque domini del transmembrane (residui 46-159) della proteina della membrana di OmpA per la localizzazione esterna della membrana; c) cavezza flessibile che permette la libertà spaziale; d) peptide del C-terminale.

Il dominio del transmembrane si aggiunge al peptide come durante le infezioni, gli antibiotici in primo luogo interagiscono con un batterio alla sua superficie delle cellule. Così per ricapitolare questo, i peptidi sono mirati a alla superficie batterica delle cellule.

Espressione dei peptidi antimicrobici nei batteri

Successivamente, i batteri gram-negativi che esprimono le proteine del peptide di fusione si sviluppano nella cultura e sono indotti da IPTG. I peptidi con i beni antibatterici piombo a battericida o gli effetti batteriostatici ed i batteri d'espressione si elimineranno dalla popolazione.

Ordinamento della generazione seguente delle popolazioni dell'output e dell'input

Facendo uso della generazione seguente che ordina le tecniche, le sequenze dalle librerie del plasmide sono pre- raccolto e post-induzione. In silico le tecniche poi sono usate per confrontare ogni peptide e la sua abbondanza pre- e post-induzione. Ciò piombo all'identificazione dei peptidi antimicrobici potenziali.

Convalida dei peptidi antimicrobici

Per la convalida, tre peptidi antimicrobici scoperti dentro UCCIDONO e due peptidi di controllo sono trasformati o integrati dentro al genoma di E.coli. Successivamente sono indotti e raccolti a 0,2,3,4 ore.

La costruzione della libreria della generazione seguente ed ordinare è fatta e legge sono normalizzati ai conteggi dell'input. Mentre i peptidi di controllo dovrebbero mostrare un popolare neutrale vicino del cambiamento del registro nelle sequenze dell'output e dell'input, i peptidi della prova dovrebbero esibire idealmente un cambiamento del popolare log2 di -1 o abbassare l'indicazione della loro rimozione dalla popolazione col passare del tempo.

UCCIDA scopre il raggruppamento chimicamente diverso degli antibiotici

Gli antibiotici scoperti finché ora sono dominati dai peptidi che sono cationici (positivamente - fatto pagare) ed amphipathic (contenendo sia le parti idrofile che idrofobe). Tuttavia, i peptidi identificati facendo uso SLAY hanno in media la tassa neutrale e hydrophobicity neutrale.

Sebbene in peptidi tradizionali positivamente - la lisina fatta pagare è trovata nella frequenza molto più alta, là non è arricchimento di tutto l'amminoacido specifico in attivo contro le sequenze inattive scoperte da parte a parte UCCIDE. Egualmente hanno presenza ugualmente frequente di amminoacidi idrofobi, quali l'alanina, l'isoleucina, la leucina e la valina. Quindi, UCCIDA le guide scoprono il vasto e paesaggio inesplorato dei peptidi antimicrobici potenziali.

UCCIDA i colpi hanno meccanismi differenti di atto antibatterico

Sebbene i peptidi antimicrobici tradizionali agiscano sui batteri con rottura della membrana con gli effetti battericidi, i peptidi identificati dai peptidi SLAY sono stati proposti per possedere la formazione del non poro ed i meccanismi diversi di atto.

Il meccanismo di atto dei peptidi identificati con SLAY è ancora poco chiaro. Inoltre, i peptidi di UCCISIONE ed altri peptidi cationici hanno una differenza significativa nei loro beni tossici. I peptidi cationici causano l'attività del tipo di attacco a 25 mg/kg e la mortalità immediata a 35 mg/kg che mostrano i sui effetti tossici. Tuttavia, i peptidi anionici scoperti SLAY non mostrano alcuni effetti tossici fino a 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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