摘要:
,黄蜂和蜜蜂等昆虫的毒液富含能杀死细菌的化合物。不幸的是,这些化合物中的许多对人类也是有毒的,所以不可能将它们用作抗生素。
在系统研究了南美黄蜂常见毒素的抗菌特性后,麻省理工学院的研究人员现在创造了一种肽的变体,这种肽对细菌有效,但对人体细胞没有毒性。
在对老鼠的研究中,研究人员发现他们最强的肽可以完全消除铜绿假单胞菌,这是一种引起呼吸道和其他感染的细菌,对大多数抗生素具有耐药性。
麻省理工学院的博士后塞萨尔德拉富恩特-努内斯说:“我们将一种有毒分子重新设计成一种可以用于治疗感染的分子。”“通过系统分析这些肽的结构和功能,我们已经能够调整它们的性质和活性。”
德拉富恩特-努内斯是这篇论文的资深作者之一,这篇论文发表在12月7日的期刊《化学》上。自然通讯生物学杂志。麻省理工学院电气工程、计算机科学和生物工程副教授Timothy Lu和巴西ABC联邦大学副教授Vani Oliveira也是资深作者。这篇论文的主要作者是Marcelo Der Torossian Torres,他曾是麻省理工学院的访问学生。有毒品种
作为免疫防御的一部分,包括人类在内的许多生物都会产生能够杀死细菌的肽。为了帮助抵抗抗生素耐药细菌的出现,许多科学家一直试图将这些肽制成潜在的新药。
德拉富恩特-努内斯和他的同事们重点研究的肽是从一种叫做“波利比亚保利斯塔”的黄蜂中分离出来的。这种肽足够小——只有12个氨基酸——研究人员认为,创造这种肽的一些变体并对其进行测试是可行的,以了解它们是否可能对微生物更有效,对人体的伤害更小。
德拉富恩特-努内斯说:“这是一种足够小的肽。你可以尝试把它尽可能突变成氨基酸残基,从而找出每个结构单元是如何促进抗菌活性和毒性的。”像许多其他抗菌肽一样,这种毒液衍生的肽被认为是通过破坏细菌细胞膜来杀死微生物。这种肽具有螺旋结构,已知与细胞膜有强烈的相互作用。
在研究的第一阶段,研究人员创造了原始肽的几十种变体,然后测量这些变化如何影响肽的螺旋结构和疏水性,这也有助于确定肽和膜之间的相互作用程度。然后,他们针对7种细菌菌株和2种真菌测试了这些肽,这使得它们的结构和物理化学性质与抗菌能力相关联成为可能。
根据它们的结构-功能关系,研究人员随后设计了数十种其他肽进行进一步测试。他们能够确定疏水氨基酸和带正电荷氨基酸的最佳百分比,他们还确定了一组氨基酸,其中的任何变化都会损害分子的整体功能。
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