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科学家重新利用黄蜂毒液肽来对抗抗药细菌

在对南美社会黄蜂物种Polybia paulista毒液中发现的一种肽的抗菌特性进行了分析之后,麻省理工学院的一组研究人员设计了该肽的多种变体,这些变体对细菌有效,但对人细胞无毒。 。在对小鼠的研究中,研究小组发现它们最强的肽可以完全消除铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),铜绿假单胞菌是一种引起呼吸道和其他感染并对大多数抗生素具有抗性的细菌。

科学家重新利用黄蜂毒液肽来对抗抗药细菌

作为免疫防御的一部分,许多有机体会产生可以杀死细菌的肽。

为了帮助抵抗抗生素抗性细菌的出现,许多科学家一直在尝试使这些肽成为潜在的新药。

从Polybia paulista毒液中分离出的一种肽足够小(只有12个氨基酸),因此麻省理工学院的研究人员Cesar de la Fuente-Nunez和合著者认为,创建该肽的某些变体并对其进行测试以查看它们是否可行可能会更有效地抵抗微生物,对人体的危害也较小。

de la Fuente-Nunez博士说:“这是一种很小的肽,您可以尝试突变尽可能多的氨基酸残基,以弄清楚每种结构单元如何促进抗菌活性和毒性。”

像许多其他抗菌肽一样,这种毒液衍生肽被称为Polybia-CP(Pol-CP-NH2:Ile-Leu-Gly-Thr-Ile-Leu-Gly-Leu-Leu-Lys-Ser-Leu-NH2),据信通过破坏细菌细胞膜杀死微生物。它具有α螺旋结构,已知与细胞膜强烈相互作用。

在研究的第一阶段,de la Fuente-Nunez博士及其同事创建了几十个Polybia-CP肽变体,然后测量了这些变化如何影响该肽的螺旋结构及其疏水性,这也有助于确定如何肽与膜相互作用。

然后,研究人员针对7种细菌和2种真菌对这些肽进行了测试,从而使它们的结构和理化性质与抗菌能力相关联成为可能。

根据他们确定的结构-功能关系,他们随后设计了另外几十个肽用于进一步测试。

他们能够确定疏水性氨基酸和带正电荷的氨基酸的最佳百分比,并且他们还鉴定了一组氨基酸,其中任何变化都会损害分子的整体功能。

为了测量这些肽的毒性,研究小组将它们暴露在实验室培养皿中生长的人类胚胎肾细胞中。

科学家选择了最有前途的化合物来测试感染铜绿假单胞菌的小鼠,铜绿假单胞菌是呼吸道和泌尿道感染的常见来源,并发现其中一些肽可以减轻感染。高剂量给予其中之一可以完全消除它。

“经过四天,该化合物可以完全清除感染,这非常令人惊讶和令人兴奋,因为我们通常不会看到我们过去使用这种特定小鼠模型测试过的其他实验性抗菌剂或其他抗生素,” de la Fuente-Nunez博士说。

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