斑马鱼AP-2复合亚基mu-A AP2M1A354-382衍生的短肽对多重耐药菌具有抗菌活性,Peptide Science

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斑马鱼AP-2复合亚基mu-A AP2M1A354-382衍生的短肽对多重耐药菌具有抗菌活性
Peptide Science ( IF 1.5 ) Pub Date : 2022-02-11 , DOI: 10.1002/pep2.24258
Yi Gong ₁ , Haoyi Li ₁ , Fei Wu ₁ , Xiangmin Zhang ₁ , Yucong Zhou ₁ , Shicui Zhang _{1,

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我们之前的研究表明，斑马鱼AP-2复合亚基mu-A的354-382位由29个残基组成的肽是一种能够抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌生长的抗菌肽（AMP）。. 序列分析显示，从线虫到人类，肽的 N 末端 10 个氨基酸（指定为 AP10）高度保守。在此基础上，我们通过用色氨酸 (W)、异亮氨酸 (I) 和精氨酸 (R) 取代 AP10 选定位置的氨基酸，设计了两种 AP10 类似物 AP10R 和 AP10W。发现 AP10 和 AP10R 以及 AP10W 都具有 AMP 的共同特征：高疏水比、净正电荷和两亲性。抗菌活性测定表明，AP10W 对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌（包括 MDR 细菌）表现出最强的抗菌活性（MIC 范围为 20 至 25 μg/ml），在三种肽中。此外，AP10W 能够与脂多糖 (LPS)、脂磷壁酸 (LTA) 和肽聚糖 (PGN) 结合，引起细菌质膜去极化，并刺激细胞内活性氧 (ROS) 产生，表明它通过与 LPS、LTA 和 PGN 相互作用，通过破坏/破坏细菌细胞壁的联合作用来发挥抗菌活性，干扰通常通过去极化使膜极化，通过细胞内产生 ROS 使细胞凋亡/坏死。重要的是，AP10W 对哺乳动物细胞没有毒性，并且对血清、盐和 pH 变化具有耐受性，尽管它是热不稳定的。这些共同表明 AP10W 是未来开发针对 MDR 细菌的新型肽抗生素的有希望的模板。表明它通过与 LPS、LTA 和 PGN 的相互作用破坏/破坏细菌细胞壁的稳定/破坏、通过去极化破坏通常极化的膜以及通过细胞内产生 ROS 导致细胞凋亡/坏死的联合作用来发挥抗菌活性。重要的是，AP10W 对哺乳动物细胞没有毒性，并且对血清、盐和 pH 变化具有耐受性，尽管它是热不稳定的。这些共同表明 AP10W 是未来开发针对 MDR 细菌的新型肽抗生素的有希望的模板。表明它通过与 LPS、LTA 和 PGN 的相互作用破坏/破坏细菌细胞壁的稳定/破坏、通过去极化破坏通常极化的膜以及通过细胞内产生 ROS 导致细胞凋亡/坏死的联合作用来发挥抗菌活性。重要的是，AP10W 对哺乳动物细胞没有毒性，并且对血清、盐和 pH 变化具有耐受性，尽管它是热不稳定的。这些共同表明 AP10W 是未来开发针对 MDR 细菌的新型肽抗生素的有希望的模板。和 pH 变化，尽管它是热不稳定的。这些共同表明 AP10W 是未来开发针对 MDR 细菌的新型肽抗生素的有希望的模板。和 pH 变化，尽管它是热不稳定的。这些共同表明 AP10W 是未来开发针对 MDR 细菌的新型肽抗生素的有希望的模板。

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A short peptide derived from zebrafish AP-2 complex subunit mu-A AP2M1A354–382 has antimicrobial activity against multi-drug resistant bacteria

Our previous study shows that the peptide consisting of 29 residues at positions 354–382 of zebrafish AP-2 complex subunit mu-A is an antimicrobial peptide (AMP) capable of inhibiting the growth of Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Sequence analysis revealed that the N-terminal 10 amino acids (designated AP10) of the peptide were highly conserved from nematode to humans. On this basis, we designed two AP10 analogs, AP10R and AP10W, by substituting the amino acids at selected positions of AP10 with tryptophan (W), isoleucine (I), and arginine (R). Both AP10 and AP10R as well as AP10W were found to possess the common features of AMPs: a high hydrophobic ratio, a net positive charge, and amphipathicity. Antibacterial activity assay showed that AP10W exhibited the strongest antimicrobial activity against Gram-negative and Gram-positive bacteria including MDR bacteria (with MICs ranging from 20 to 25 μg/ml) among the three peptides. In addition, AP10W was able to bind to lipopolysaccharide (LPS), lipoteichoic acid (LTA), and peptidoglycan (PGN), cause depolarization of the bacterial plasma membrane, and stimulate intracellular reactive oxygen species (ROS) production, suggesting it executes antibacterial activity by a combined action of destabilization/destruction of bacterial cell wall through interaction with LPS, LTA, and PGN, disturbance of the usually polarized membrane through depolarization, and apoptosis/necrosis through intracellular ROS production. Importantly, AP10W is not toxic to mammalian cells, and shows tolerance to serum, salt, and pH variation though it is heat labile. These together suggest that AP10W is a promising template for future development of novel peptide antibiotics against MDR bacteria.

更新日期：2022-02-11

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