Кокряков - Биология антибиотиков животного происхождения - 1999 (947290), страница 10
Текст из файла (страница 10)
В серии работ осуществлено получение химическим твердофазным методом гибридных (химерных) молекул, фрахменты структур которых представлены как последовательностями мелиттина (М), так и цекропина А (СА) одновременно в разных сочетаниях. Антимикробная активность таких гиб- 37 ридных молекул оказалась максимальной в сочетаниях СА(1 — 24) М(1 — 13) и М(1 — 13)СА(1 — 22), причем для всех них была характерна низкая гемолнтическая активность, свойственная цекропинам. Опыты по влиянию на проницаемость искусственной плоской липидной мембраны цекропина и его синтетических гомологов выявили следующие зжономерности взаимодействия пептидов и мембран-мишеней.
В водных растворах цекропнны имеют тенденцию к ассоциации молекул с образованием олигомеров, состоящих как минимум из 2 молекул. Эгн олигомеры адсорбируются на поверхности липидных бислоев за счет электростатических взаимодействий оснбвных трупп пептида и фосфатных трупп фосфолипидов мембран. Следующий этап взаимодействия определяется гидрофобными взаимодействиями липофильной поверхности амфипатической 141-концевой а-спирали и гидрофобной С-концевой а-спирали цекропиновой молекулы с злифатическими хвостами жирных кислот фосфолипидов. Заключительный этап взаимодействия цекропинов с мембранами связан с образованием в структуре последних каналов (пор), несущих на своей внутренней поверхности положительные заряды. Это предопределяет относительную избирательность проникновения через подобные поры анионов (СЬпзтепзеп ет а1., 1988).
Являясь с химической точки зрении амфипатическнми молекулами, цекропины обладают свойствами поверхностно-жтивных соединений, осуществляющих свое антибактериальное действие путем внедрения в цитоплазматическую мембрану клетки-мишени, формируя в ней неупорядоченные поры (каналы) (СЫБ(епзеп ет а1., 1988). Нарушение структурной целостности плазмалеммы бактерий приводит к диссипации мембранного потенциала клетки, подавлению знергообеспечивающих клетку процессов гликолиза и окислительного фосфорилирования и зависимых от них транспорта ионов и нутриентов, транскрипции и трансляции.
Результирующей всех этих воздействий на микробные клетки является их гибель. Сходное действие на бактерии оказывают такие пептидные антибиотики микробного происхождения, как трамицидин А и полимиксины. Неожиданное продолжение исследований с цекропинами имело место в 1989 г., когда шведские ученые обнаружили родственный цекропину пептид Р1 (рнс.
13) в слизистой тонкой кишки свиньи. Треть остатков в молекулах Р1 свиньи и цекропина А оказались идентичными, а с учетом эквивалентного характера замен некоторых аминокислотных остатков гомопоптя пептидов составляет окопе 70 % (1.ее ет а1., 1983(). В 1997 г. в лаборатории проф. Лерера (США) были вьщелены и секвенированы цекропиноподобные пептиды (стиелины, зтуе11лз) из гемоцитов асцидин Ятуе1а с1ара, относящейся к хордовым животным подтипа оболочники (1.ее е( а1гм 1997), Таким образом, уже в трех крупных эволюционно отдаленных группах животных обнаружены антимикробные пептиды, относыциеся к цекропинам, что свидетельствует как об их древнем происхождении, тж и особой функциональной значимости в обеспечении резистентности к инфекции. 38 1.В. МЛГКйНИНЫ Общеизвестно, что кожа лягушек является продуцентом многих биологически ахтивных веществ (Ве((шз, ХВБ1ой, 1990; Кге(1, 1994), поэтому неудивительно обнаружение в ее секретах труппы антимикробньтх пептидов, названных магейнинами (п(а8а(л(лз от древнеевр.
та8а(п, что означает щи(РЬ защита) (УВВ1отт, 1987). В качестве основного объекта выделения этих пептидов была выбрана шпорцевая лягушка (Хелориз 1аер13), которая используется в ряде экспериментов с целью хирургического извлечения из ее репродуктивных органов ооцитов. Заслофф обратил внимание на тот факт, что послеоперационные раны животных практически никогда не инфицируются и не загнивают. Выясняя причины подобной резистентности лягушек к инфекции, автор открыл группу ннзкомолекулярных пептидов (рис. 14) с оснбвными злектрохимическими свойствами, которые активны ш Р)тто против грамположительных и грамотрицательных бжтерий, грибков и простейших (8ога((1а ет а1., 1988; Еа51оН ет а1., 1988). Далее были химически синтезированы различные производные магейнинов с повышенной антимикробной активностью, среди которых наиболее известен пептнд М81-78 (ВеззаПе ет а1., 1992).
Вго антимикробные свойства усилены за счет введения пяти остатков лизина. Кроме магейнннов из кожи лягушки Хелориз 1аер13 выделены антимикробные пептиды РО(.а, девять фрагментов предшественников церулеина, фрагмент предшественниха ксенопсина (рис.14). Интересно, что часть этих пептидов была обнаружена и в эпителия желудка шпорцеаой лягушки (Мооге ет а1., 1991). Это дополнительное свидетельство (ХРР( РЮ (СРР-1) (СРР-2( (СРР-3( (СРР-4( (СРР-3( (СРР-4( (СРР-7( (СРР" В( (СРР-9( РБОЛ4. Пбрввчныб структуры Ввтибдктбрвадьныд пептидов дд(у(3(бк. Х4(викк игр»((виол огмсчслм Воисорввтивимо вмииодислотиыо оствтли.
Зввздоелоя домсеоим вмиддроваикыв С-доидсамо амииолисдоты. 39 »агап»к»-1 кагал»и»-2 »51"35 Бомби»и» 2 Бомбив»» ролстваиимй оептид 1 Бомб»ими-родстваи»мд оеотид 2 Бомби»и»-родстве»»ил оаотид 3 Бомби»и»-родстве»»ил паптид 4 Бомби»и»-родстве»и»В оептид 5 Бомби»кк-родстве»»ил паптил 6 Бомби»и»-подобимд пептид 1 (ВЬР-1( Бомби»ии-полобимд паптид 2 <ВЬР-2( Бомби»и»-подобимд пептид 3 (ВЬР-3( Бомби»ии-подоб»вм( паптид 4 (Вьр"4< Фрвгме»т предиестваииикв ксе»опсииа РБЬа Фрвгма»т орелиастееиикке лев»типа (ь Фрвгмеит 1 препиастваииика меру»ем»а Фрагма»т 2 првдиествемимка партиек»а Фрагиаит 3 праливстваиикиа перупви»а Фрагмент 4 предиествеиимка марупемиа Фрвгма»т 3 прадиествеииика марупов»а Фрагмент 4 предиестаекиикв пару»ам»а враг»а»а 7 предиастваииика Перупаииа Фрагмент В предквствемиккв мерулаиив Фрагмаит 9 предвестие»»и»в мерулемиа Бтб»РЬНВВБ-ВРО-ВДРРОЕ1ИДБ В1слтьнВВК-БРБ-Блттбе1ББВ с1бкгьдддд-ВРБ-длгтк-1ькк ВХБ — 15л-"56333(бьлкбьдбитди* С1ББАЬЬВЛБ"ВВДЬВБЬДКБЬЛЕНРАИ* Б1ББАЫБВБ"ВВДЬД61ллбЬЛБНРДБ* О1БЛ51 ЬВЛБ-КВВЬВБРДББЬДЕНРДВ* Б1БД51ЬВЛД-ВЧОЬДБЬЛВОЬДЕИРЛИ* В(ББЛЬЬВВЛ-ВРОЬВБЬЛДСЬВБНРЛИ* Б166ДЬЬВБД-БЧБЬВБЬЛДБЬДББРДЛ* О(БВ5115ВБ-Вдвьабьллбьддирдд* О15531ЬВЛБ"ВБВЬБОЬДДОЬДЕНРЛИ* С16ДВ1ЬВВБ-ВВВЬВБЬДББЬВЕНР О(ОДД1ЬБВО-В511ДБЬВИБЬПЕНГ* ВВВ5516бтьсд1д-дтб <(еьтсрд ВМЛ5БЛОД1ЛОД1Л-БРАЬБЛЬ Би(ьт»16бтьбд1д-дтбьссь»ОРБ БРБВРЬБКВЬ-ВЛЛЬДЬОДБЛЬББВРСЕ БРББРЬБКВЬ-ДДДЬД(БДВДЬОБДРСС Вьл5ььбллл;Влбьд1птд Рьббг Рбб б РБ5 Рьбддь -Вдбьд1 бт н Рг Ббд Рее Оьд5ььбддь-Вдльд1бвддгаБВРОО ЮЬДВЬЬББВЬ-ВЛЛЬБ1БТНРЬОБДРОС ВЬЛО РЬБ Б((Ь-ВДБЬВ16ВБ 13 6БЛ РСО ОРВВРЬБДВЬ-ВЛЛЬД(БДВИЬОБДРОС ВРВВРьбддь-Вддьдтблилтабдрес того, что катионные антимнкробные пептнды (магейнины, дефенсины, цекропины) встречаются в морфолоптческих образованиях организма, пограничных к инфекции.
Неожиданным оказался результат поиска магейниноподобных пептидов в коже у других представителей бесхвостых амфибий. Из секрета кожи азиатской жабы ВолтЬ(ла олелта(тз был вьщелен антимикробный пептнд бомбинин (О(Ьвоп ет а1., 1991), хотя и имеющий в Н-концевом участке молекулы определенное сходство с магейнином-2 (рис. 14), но в целом отличный от последнего по первичной структуре. Возвращаясь к цитотоксическому действию магейнинов, необходимо отметить, что, будучи эффективными антимикробными агентами (антибактериальное, фунпшндное и антипротозойное действия), эти пептиды не лизируют эритроциты и лимфоциты (Сгосиш ет а1., 1991).
Однако к их литическому действию оказались повышенно чувствительны трансформированные (опухолевые) клетки. Причинът определенной селектнвности в проявлении цитотокснчности мзтейнинов лежат, скорее всего, в наборе липидных молекул мембран клеток-мишеней. Яютяясь положительно заряженными амфипатическимимолекулами, магейнины проявляют повышенное сродство к взаимодействию со структурами, заряженными отрицательно. Именно цитоплазматическне мембраны бактерий обогащены виновными фосфолипидами (фосфатиднлглицерин, кардиолипин), что и делает, в частности, эти объекты эффективной мишенью для положительно заряженных пептндных антибиотиков, в том числе и магейнинов. Магейнин является линейной катионной молекулой при взаимодействии с мембраной-мишенью, принимающей структуру амфипатнческой а-спирали подобно другим знтнмикробным пептидам кожи лягушки Хелорит 1аелт (Вет(пв, г.аз1о(т, 1990).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
