Antimikrobiális peptidek szerkezetének és hatásmechanizmusának vizsgálata szilárd fázisú mágneses magrezonanciával = Investigation of the Structure and Mode of Action of Antimicrobial Peptides by Solid-State Nuclear Magnetic Resonance

Tőke, Orsolya (2010) Antimikrobiális peptidek szerkezetének és hatásmechanizmusának vizsgálata szilárd fázisú mágneses magrezonanciával = Investigation of the Structure and Mode of Action of Antimicrobial Peptides by Solid-State Nuclear Magnetic Resonance. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 68326_ZJ1.pdf Download (172kB) | Preview

Abstract

Az antimikrobiális peptidek (AMP) rövid, 15-40 aminosavból álló peptidláncok, amelyek a kórokozók sejtmembránjában ioncsatornákat, pórusokat képezve fejtik ki baktériumölő hatásukat. Szilárdfázisú NMR spektroszkópiai vizsgálatok segítségével megállapítottuk, hogy a maximin 4 nevű 27 aminosavból álló (GIGGVLLSAGKAALKGLAKVLAEKYAN-NH2), baktériumsejtek iránt nagyfokú szelektivitást mutató peptid lipid kettősrétegekben alfa-hélix szerkezetet ölt. A peptid és a lipid fejcsoportok közötti távolságmeghatározásra irányuló, valamint a peptid lipid kettősrétegben való orientációjának meghatározását célzó vizsgálatok a molekula mély penetrációját jelzik a lipid alkil láncok közé mind negatív töltésű, mind zwitterionos membránban. A szilárd fázisú NMR mérésekkel párhuzamosan negatív töltésű SDS micellákban és metanolos közegben végzett oldatfázisú NMR mérések alapján a hélix az aminosavszekvencia közepén megtörik, és V alakra emlékeztető konformációt vesz fel. Bár az így előálló hélix-kanyar-hélix motívum a kétféle környezetben hasonló, markáns eltérések tapasztalhatók a kanyart stabilizáló kölcsönhatásokban, valamint a molekulafelszín töltéseloszlásában. Feltételezhetően ez utóbbi tényező az, ami meghatározó módon befolyásolja a peptidnek a negatív töltésű (prokarióta-típusú) illetve elektromosan semleges (eukarióta-típusú) membránokkal való kölcsönhatását, és ezáltal a peptid bakteriális szelektivitását. | Antimicrobial peptides (AMP) are short, 15-40-residue peptide chains, whose mode of action is thought to be ion channel or pore formation in the bacterial cytoplasmic membrane. Using solid-state NMR methodologies, we have established that maximin 4, a 27-residue AMP (GIGGVLLSAGKAALKGLAKVLAEKYAN-NH2) of high bacterial selectivity, in lipid bilayers adopts an alpha-helical conformation. Peptide-lipid distance measurements and the determination of peptide orientation in lipid bilayers show a deep penetration of maximin 4 into both zwitterionic and negatively charged membranes. In combination with the solid-state NMR measurements, solution NMR study of maximin 4 in negatively charged SDS micelles and in the presence of methanol show a helix-break-helix conformation and a V-shaped structure. Even though the overall topology of the peptide is similar, the atomic details of the structure in SDS and in methanol are markedly different. Major differences are observed in terms of the forces stabilizing the kink region as well as the charge distribution of the structures. The latter should have a profound effect on the interaction of maximin 4 with negatively charged (prokaryotic) vs. electronically neutral (eukaryotic) membranes and likely have implications for the bacterial selectivity of the peptide.

Actions (login required)

Edit Item