Vista geral antimicrobial localizada superfície do indicador

Surgir o indicador antimicrobial localizado, ou MASSACRE-O, seja-o uma plataforma da selecção da alto-produção que identifique peptides antimicrobiais novos para combater as bactérias relvado-negativas multi-droga-resistentes.

Crédito: molekuul_be/Shutterstock.com

A resistência antibiótica é uma das ameaças as mais grandes à vida humana, com bactérias resistentes aos antibióticos calculada para causar 30 milhão mortes em 2050.

A resistência antibiótica ocorre quando as bactérias mudam e se tornam não-responsivas às medicinas antibióticas. Há uma necessidade urgente de desenvolver a classe nova de antibióticos que podem visar a escala diversa das bactérias resistentes aos antibióticos que têm emergido agora.

Revelação antibiótica

A última classe nova de antibióticos foi desenvolvida sobre 40 anos há, contudo, diversos grupos de investigação desenvolveram os peptides antimicrobiais que suplementam antibióticos velhos.

Os peptides antimicrobiais ou os peptides da defesa do anfitrião são os antibióticos largos do espectro que podem visar as bactérias, vírus envolvidos, e fungos. Contudo, as técnicas para seleccionar bibliotecas do peptide e para descobrir uns peptides mais novos estão faltando actualmente, com a maioria de estudos que centram-se sobre peptides ou acampamentos antimicrobiais cationic naturais.

Devido a seus carga e tamanho que cationic anexam e introduzem nos bilayers bacterianos da membrana aos poros do formulário. Embora os acampamentos sejam mostrados para ser eficazes in vitro, in vivo seus efeitos são menos poderosos. Assim, as técnicas novas para a exploração antimicrobial do peptide além dos moldes naturalmente disponíveis são exigidas.

Os fundamentos de MASSACRAM

Criando uma biblioteca do peptide e transformando pilhas bacterianas

Para conseguir a superfície o indicador antimicrobial localizado, uma biblioteca aleatória do peptide é criado usando as primeiras demão aleatórias do PCR que flanqueiam a região do peptide. Os plasmídeo que contêm estas seqüências do peptide então são transformados ou integrados no genoma das bactérias (do interesse).

Os peptides são proteínas da fusão que consistem no seguinte: a) seqüência do sinal da lipoproteína do murein (lpp) que dirige proteínas para a exportação do citoplasma; b) cinco domínios da transmembrana (resíduos 46-159) da proteína da membrana de OmpA para a localização exterior da membrana; c) baraço flexível que permite a liberdade espacial; d) peptide do C-terminal.

O domínio da transmembrana é adicionado ao peptide como durante infecções, os antibióticos interagem primeiramente com uma bactéria em sua superfície da pilha. Assim para recapitular este, os peptides são visados à superfície bacteriana da pilha.

Expressão de peptides antimicrobiais nas bactérias

Subseqüentemente, o relvado - as bactérias negativas que expressam as proteínas do peptide da fusão são crescidas na cultura e induzidas por IPTG. Os peptides com propriedades anti-bacterianas conduzirão a bactericida ou os efeitos bacteriostatic e as bactérias expressando serão eliminados da população.

Arranjar em seqüência da próxima geração de populações da entrada e da saída

Usando a próxima geração que arranja em seqüência técnicas, as seqüências das bibliotecas do plasmídeo são pre- recolhido e cargo-indução. As técnicas são usadas in silico então para comparar cada peptide e sua abundância pre- e cargo-indução. Isto conduz à identificação de peptides antimicrobiais potenciais.

Validação de peptides antimicrobiais

Para a validação, três peptides antimicrobiais descobertos dentro MASSACRAM e dois peptides do controle são transformados ou integrados dentro ao genoma de E.coli. Subseqüentemente são induzidos e colhidos em 0,2,3,4 horas.

A construção da biblioteca da próxima geração e arranjar em seqüência são feitas e lê são normalizados às contagens da entrada. Quando os peptides do controle deverem mostrar uma dobra neutra próxima da mudança do registro nas seqüências da entrada e da saída, os peptides do teste devem idealmente exibir uma mudança da dobra log2 de -1 ou abaixar a indicação de sua remoção da população ao longo do tempo.

MASSACRE descobre a associação quimicamente diversa dos antibióticos

Os antibióticos descobertos até que forem dominados agora pelos peptides que são cationic (positivamente - cobrado) e amphipathic (contendo as peças hidrófilas e hidrofóbicas). Contudo, os peptides identificados usando SLAY têm a carga neutra e o hydrophobicity neutro em média.

Embora em peptides tradicionais positivamente - a lisina cobrada não é encontrada em uma freqüência muito mais alta, lá é nenhum enriquecimento de nenhum ácido aminado específico no active contra as seqüências inactivas descobertas MASSACRA completamente. Igualmente têm a presença ingualmente freqüente de ácidos aminados hidrofóbicas, tais como a alanina, o isoleucine, a leucina, e o valine. , MASSACRE assim ajudas descobrem a paisagem vasta e inexplorada de peptides antimicrobiais potenciais.

MASSACRE batidas têm mecanismos diferentes da acção anti-bacteriana

Embora os peptides antimicrobiais tradicionais actuassem nas bactérias com o rompimento da membrana com efeitos bactericidas, os peptides identificados por peptides SLAY foram propor possuir a formação do não-poro e mecanismos diversos da acção.

O mecanismo da acção dos peptides identificados com SLAY é ainda obscuro. Também, os peptides do MASSACRE e outros peptides cationic têm uma diferença significativa em suas propriedades tóxicas. Causa Cationic dos peptides apreensão-como a actividade em 25 mg/kg e a mortalidade imediata em 35 mg/kg que mostram seus efeitos tóxicos. Contudo, os peptides aniónicos descobertos SLAY não mostram nenhuns efeitos tóxicos até 50 mg/kg.

Fontes:

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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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