معلومة

11.4F: الببتيدات المضادة للميكروبات - علم الأحياء

11.4F: الببتيدات المضادة للميكروبات - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الببتيدات المضادة للميكروبات هي عنصر محفوظ تطوريًا للاستجابة المناعية الفطرية وتوجد بين جميع فئات الحياة.

أهداف التعلم

  • وصف دور الببتيدات المضادة للميكروبات في دفاع المضيف

النقاط الرئيسية

  • الببتيدات المضادة للميكروبات هي مجموعة فريدة ومتنوعة من الجزيئات ، والتي تنقسم إلى مجموعات فرعية على أساس تكوين الأحماض الأمينية وبنيتها.
  • تتنوع طرق العمل التي تقتل بها الببتيدات المضادة للميكروبات البكتيريا وتشمل تعطيل الأغشية والتدخل في عملية التمثيل الغذائي واستهداف المكونات السيتوبلازمية.
  • ثبت أن الببتيدات المضادة للميكروبات لها عدد من وظائف تعديل المناعة التي قد تشارك في إزالة العدوى.

الشروط الاساسية

  • الببتيد المضاد للميكروبات: الببتيدات المضادة للميكروبات (وتسمى أيضًا ببتيدات الدفاع المضيفة) هي مكون محفوظ تطوريًا للاستجابة المناعية الفطرية وتوجد بين جميع فئات الحياة.
  • مناعة فطرية: يتكون الجهاز المناعي الفطري ، المعروف أيضًا باسم الجهاز المناعي غير النوعي وخط الدفاع الأول ، من الخلايا والآليات التي تدافع عن العائل من العدوى من قبل الكائنات الحية الأخرى بطريقة غير محددة. هذا يعني أن خلايا النظام الفطري تتعرف على مسببات الأمراض وتستجيب لها بطريقة عامة ، ولكن على عكس جهاز المناعة التكيفي ، فإنها لا تمنح مناعة طويلة الأمد أو مناعة وقائية للمضيف.
  • الجزيئات: الجزيء عبارة عن مجموعة محايدة كهربائيًا من ذرتين أو أكثر مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط كيميائية تساهمية. تتميز الجزيئات عن الأيونات بنقص الشحنة الكهربائية. ومع ذلك ، في فيزياء الكم والكيمياء العضوية والكيمياء الحيوية ، غالبًا ما يستخدم مصطلح الجزيء بشكل أقل صرامة ، كما يتم تطبيقه أيضًا على الأيونات متعددة الذرات.

الببتيدات المضادة للميكروبات (وتسمى أيضًا ببتيدات دفاع المضيف) هي مكون محفوظ تطوريًا للاستجابة المناعية الفطرية وتوجد بين جميع فئات الحياة. توجد اختلافات جوهرية بين الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة التي قد تمثل أهدافًا للببتيدات المضادة للميكروبات. هذه الببتيدات هي مضادات حيوية قوية وواسعة النطاق تظهر إمكانات كعوامل علاجية جديدة. ثبت أن الببتيدات المضادة للميكروبات تقتل البكتيريا سالبة الجرام وموجبة الجرام (بما في ذلك السلالات المقاومة للمضادات الحيوية التقليدية) والبكتيريا المتفطرة (بما في ذلك المتفطرة السلية) والفيروسات المغلفة والفطريات وحتى الخلايا المتحولة أو السرطانية. على عكس غالبية المضادات الحيوية التقليدية ، يبدو أن الببتيدات المضادة للميكروبات قد يكون لها أيضًا القدرة على تعزيز المناعة من خلال العمل كمعدلات للمناعة.

الببتيدات المضادة للميكروبات هي مجموعة فريدة ومتنوعة من الجزيئات ، والتي تنقسم إلى مجموعات فرعية على أساس تكوين الأحماض الأمينية وبنيتها. تتكون الببتيدات المضادة للميكروبات بشكل عام من ما بين 12 و 50 حمضًا أمينيًا. تشتمل هذه الببتيدات على اثنين أو أكثر من البقايا المشحونة إيجابياً التي يوفرها الأرجينين والليسين أو الهيستيدين في البيئات الحمضية ونسبة كبيرة (بشكل عام> 50٪) من البقايا الكارهة للماء. تتبع الهياكل الثانوية لهذه الجزيئات 4 موضوعات ، بما في ذلك:

مضخمات صوت مختلفة: هذه هياكل مختلفة من الببتيد المضاد للميكروبات.

  1. α- حلزوني
  2. β تقطعت بهم السبل بسبب وجود 2 أو أكثر من روابط ثاني كبريتيد
  3. β-دبوس الشعر أو الحلقة بسبب وجود رابطة ثنائي كبريتيد و / أو تحلل سلسلة الببتيد
  4. وسعوا

العديد من هذه الببتيدات غير منظمة في محلول حر ، وتنطوي في تكوينها النهائي عند تقسيمها إلى أغشية بيولوجية. أنه يحتوي على بقايا الأحماض الأمينية المحبة للماء محاذاة على طول جانب واحد ومخلفات الأحماض الأمينية الكارهة للماء محاذاة على طول الجانب الآخر من الجزيء الحلزوني. تسمح هذه النفاذية من الببتيدات المضادة للميكروبات بتقسيم طبقة الغشاء الدهنية الثنائية. تعد القدرة على الارتباط بالأغشية ميزة نهائية للببتيدات المضادة للميكروبات ، على الرغم من أن نفاذية الغشاء ليست ضرورية. تحتوي هذه الببتيدات على مجموعة متنوعة من الأنشطة المضادة للميكروبات تتراوح من نفاذية الغشاء إلى العمل على مجموعة من أهداف السيتوبلازم.

تتنوع طرق العمل التي تقتل بها الببتيدات المضادة للميكروبات البكتيريا وتشمل تعطيل الأغشية والتدخل في عملية التمثيل الغذائي واستهداف المكونات السيتوبلازمية. يكون الاتصال الأولي بين الببتيد والكائن المستهدف هو الكهرباء الساكنة ، حيث أن معظم الأسطح البكتيرية أنيونية ، أو كارهة للماء ، كما هو الحال في الببتيد المضاد للميكروبات Piscidin. يسمح تركيبها من الأحماض الأمينية ، وحيويتها ، وشحنتها الموجبة وحجمها ، بالارتباط بطبقات ثنائية الغشاء وإدراجها في المسام عن طريق آليات "العصا الأسطوانية" أو "السجاد" أو "المسام الحلقية". بالتناوب ، قد تخترق الخلية لربط الجزيئات داخل الخلايا التي تعتبر ضرورية لحياة الخلية. تتضمن نماذج الارتباط داخل الخلايا تثبيط تخليق جدار الخلية ، وتغيير الغشاء السيتوبلازمي ، وتفعيل autolysin ، وتثبيط الحمض النووي ، والحمض النووي الريبي ، وتخليق البروتين ، وتثبيط بعض الإنزيمات. ومع ذلك ، في كثير من الحالات ، آلية القتل الدقيقة غير معروفة. إحدى التقنيات الناشئة لدراسة هذه الآليات هي قياس التداخل ثنائي الاستقطاب. على عكس العديد من المضادات الحيوية التقليدية ، يبدو أن هذه الببتيدات مبيد للجراثيم (قتل البكتيريا) بدلاً من الجراثيم (تثبيط نمو البكتيريا). بشكل عام ، يتم تحديد النشاط المضاد للميكروبات لهذه الببتيدات عن طريق قياس الحد الأدنى من التركيز المثبط (MIC) ، وهو أقل تركيز للعقار الذي يثبط نمو البكتيريا.

بالإضافة إلى قتل البكتيريا بشكل مباشر ، فقد ثبت أن لها عددًا من الوظائف المناعية التي قد تشارك في إزالة العدوى ، بما في ذلك القدرة على:

  • تغيير التعبير الجيني للمضيف
  • تعمل ككيماويات و / أو تحفز إنتاج كيموكين ،
  • يمنع إنتاج السيتوكين المؤيد للالتهابات الذي يسببه عديد السكاريد الدهني
  • تعزيز التئام الجروح
  • تعدل استجابات الخلايا المتغصنة وخلايا الاستجابة المناعية التكيفية

تشير النماذج الحيوانية إلى أن الببتيدات الدفاعية للمضيف ضرورية للوقاية من العدوى والتخلص منها. يبدو كما لو أن العديد من الببتيدات المعزولة مبدئيًا والتي يطلق عليها "الببتيدات المضادة للميكروبات" قد ثبت أن لها وظائف بديلة أكثر أهمية في الجسم الحي (مثل الهيبسيدين).

تم استخدام عدة طرق لتحديد آليات نشاط الببتيد المضاد للميكروبات. على وجه الخصوص ، قدمت دراسات الحالة الصلبة بالرنين المغناطيسي النووي تفسيرًا للقرار على المستوى الذري لاضطراب الغشاء بواسطة الببتيدات المضادة للميكروبات.


الببتيدات المضادة للميكروبات للكائنات متعددة الخلايا

تعيش الكائنات متعددة الخلايا ، إلى حد كبير ، بانسجام مع الميكروبات. دائمًا ما تكون قرنية عين الحيوان خالية من علامات العدوى. تزدهر الحشرة بدون الخلايا اللمفاوية أو الأجسام المضادة. تنبت بذرة النبات بنجاح وسط ميكروبات التربة. كيف يتم ذلك؟ تمتلك كل من الحيوانات والنباتات ببتيدات قوية ومضادة للميكروبات ، والتي تستخدمها لصد مجموعة واسعة من الميكروبات ، بما في ذلك البكتيريا والفطريات والفيروسات والأوليات. ما هي أنواع الجزيئات؟ كيف يتم توظيفهم من قبل الحيوانات في دفاعهم؟ نظرًا لأن حاجتنا إلى مضادات حيوية جديدة أصبحت أكثر إلحاحًا ، فهل يمكننا تصميم أدوية مضادة للعدوى بناءً على مبادئ التصميم التي تعلمنا إياها هذه الجزيئات؟


Epinecidin-1 له تأثيرات مناعية ، مما يسهل استخدامه العلاجي في نموذج الفأر من Pseudomonas aeruginosa Sepsis

شكل 1: آثار علاج الإبينيسيدين -1 (epi) على الفئران المصابة بـ P. aeruginosa R أو P. aeruginosa ATCC 19660. (A و B) تم حقن الفئران بـ P. aeruginosa ATCC 19660 (A) أو P. aeruginosa R (B) ) ، والمجموعات المستقلة (ن = 27) تم حقنها لاحقًا بـ epinecidin-1 أو Clarithromycin أو imipenem. تمت مراقبة معدل البقاء على قيد الحياة على أساس يومي لمدة تصل إلى 7 أيام. (C و D) لتحديد الإمكانات العلاجية ، حُقنت الفئران أولاً بـ P. aeruginosa ATCC 19660 (C) أو P. aeruginosa R (D) ثم مع epinecidin-1 (0.005 mg / g) 10 ، 60 ، 120 ، 180 أو 360 دقيقة لاحقًا. في أوقات الحقن هذه ، أظهرت المجموعات التجريبية P. aeruginosa ATCC 19660 معدلات بقاء بلغت 93.3٪ و 73.3٪ و 60.0٪ و 46.6٪ و 33.3٪ على التوالي ، بينما أظهرت المجموعات التجريبية P. aeruginosa R معدلات بقاء بلغت 93.3٪. 60.0٪ ، 60.0٪ ، 46.6٪ ، 20.0٪ على التوالي.
السلالة والعلاج٪ فتك متوسط ​​العد البكتيري ± SD (CFU / مل) في:
دمالصفاقطحالكبدالغدد الليمفاوية المساريقية
P. الزنجارية ATCC 19660
لا يوجد علاج93.34 ج 8.9 × 10 6 ± 2.4 × 10 6 ب 2.6 × 10 9 ± 1.0 × 10 9 ب 2.8 × 10 9 ± 1.6 × 10 9 ب 3.3 × 10 9 ± 1.0 × 10 9 ب 4.3 × 10 9 ± 2.1 × 10 9 ب
كلاريثروميسين (0.01 مجم / جم)95.34 د 8.9 × 10 6 ± 1.0 × 10 6 ب 3.4 × 10 9 ± 1.4 × 10 9 ب 2.6 × 10 9 ± 1.2 × 10 9 ب 3.6 × 10 9 ± 2.0 × 10 9B 4.3 × 10 9 ± 1.0 × 10 9 ب
Imipenem (0.01 مجم / جم)0 أ 0 أ 1.7 × 10 6 ± 1.0 × 10 6 أمبير 2.2 × 10 6 ± 0.6 × 10 6 أمبير 2.8 × 10 6 ± 1.0 × 10 6 أمبير 1.8 × 10 6 ± 1.0 × 10 6 أمبير
Epinecidin-1 (5 ميكروغرام / غرام)5 ب 0 أ 3.1 × 10 6 ± 1.2 × 10 6 أمبير 1.3 × 10 6 ± 1.0 × 10 6 أمبير 3.8 × 10 6 ± 1.4 × 10 6 أمبير 1.3 × 10 6 ± 1.6 × 10 6 أمبير
P. الزنجارية R
لا يوجد علاج88.6 ج 7.9 × 10 6 ± 1.4 × 10 6 ب 4.6 × 10 9 ± 1.6 × 10 9 درجة مئوية 2.8 × 10 9 ± 1.6 × 10 9 درجة مئوية 3.3 × 10 9 ± 1.0 × 10 9 ب 4.3 × 10 9 ± 2.1 × 10 9 ب
كلاريثروميسين (0.01 مجم / جم)88.6 ج 8.4 × 10 6 ± 1.0 × 10 6 ب 2.4 × 10 9 ± 1.4 × 10 9 درجة مئوية 2.6 × 10 9 ± 1.2 × 10 9 درجة مئوية 3.6 × 10 9 ± 2.0 × 10 9B 4.3 × 10 9 ± 1.0 × 10 9 ب
Imipenem (0.01 مجم / جم)60.97 ب 1.7 × 10 6 ± 1.0 × 10 6 ب 4.7 × 10 7 ± 1.0 × 10 7B 1.2 × 10 7 ± 0.2 × 10 7B 3.6 × 10 9 ± 2.0 × 10 9B 1.7 × 10 6 ± 1.0 × 10 6 أمبير
Epinecidin-1 (5 ميكروغرام / غرام)0 أ 0 أ 4.1 × 10 5 ± 1.0 × 10 5 أمبير 5.3 × 10 6 ± 1.8 × 10 6 أمبير 3.5 × 10 7 ± 1.4 × 10 7 أمبير 2.4 × 0 6 ± 1.0 × 10 6 أمبير

السمية والحركية الدوائية.

جرعة (ملغم / كغم)عدد الفئران ، التأثير بعد تلقي الإبينيسيدين -1 أ
53 ، أي تأثير
253 ، أي تأثير
503 ، أي تأثير
752 ، أي تأثير 1 ، مستوى السمية 1
1002 ، أي تأثير 1 ، مستوى السمية 1
الشكل 2: الحرائك الدوائية لمصل الإبينيسيدين -1 ، بعد إعطاء جرعات مفردة عن طريق الحقن الوريدي (IV) ، أو تحت الجلد (SC) ، أو الحقن داخل الصفاق (IP) في فئران ويستار الصحية. يمثل كل رمز متوسط ​​التركيز من اثنين من الفئران. تختلف البيانات بأحرف مختلفة اختلافًا كبيرًا (ص & lt 0.05) بين نقطتي الوقت.

التأثير المضاد للالتهابات من Epinecidin-1 على مستويات الذيفان الداخلي والسيتوكين.

الشكل 3: مستويات البلازما للسموم الداخلية و PAS (P. aeruginosa) في الفئران المصابة بـ P. aeruginosa R أو ATCC 19660 بعد العلاج بالمضادات الحيوية أو epinecidin-1. epi ، epinecidin-1 CLE ، كلاريثروميسين IMP ، إيميبينيم. تختلف البيانات بأحرف مختلفة اختلافًا كبيرًا (ص & lt 0.05) بين العلاجات. الشكل 4 مستويات البلازما لـ IL-1β و IL-6 و TNF-α. تمت إزالة Sera for ELISA من وريد الذيل عند 0 و 2 و 6 و 12 و 24 و 48 ساعة خلال فترة العلاج. تختلف البيانات بأحرف مختلفة اختلافًا كبيرًا (ص & lt 0.05) بين العلاجات.

يتم تغيير ملامح التعبير الجيني عن طريق حقن epinecidin-1.

اذهب لا.وظيفةالعد (عدد الجينات)ص القيمة
اذهب: 0007166نقل الإشارات المرتبطة بمستقبلات سطح الخلية2000.03687171
اذهب: 0007186مسار إشارات بروتين مستقبلات مقترنة ببروتين G1590.01237965
انطلق: 0016071عملية التمثيل الغذائي mRNA300.06115789
انطلق: 0034621منظمة الوحدة الفرعية المعقدة الخلوية الجزيئية280.01568345
انطلق: 0034622التجمع الخلوي الجزيئي المعقد270.00627889
اذهب: 0006461تجميع مجمع البروتين260.01967148
انطلق: 0070271التكوين الحيوي المركب للبروتين260.01967148
انطلق: 0032940إفراز الخلية240.00674446
انطلق: 0046903إفراز240.04300132
اذهب: 0008380الربط RNA210.08089444
اذهب: 0006457البروتين للطي160.03637995
انطلق: 0010817تنظيم مستويات الهرمون160.03861235
انطلق: 0016042عملية تقويض الدهون150.0956397
اذهب: 0007018حركة تعتمد على الأنابيب الدقيقة140.02684929
اذهب: 0003001توليد إشارة تشارك في تشوير الخلية الخلوية130.01552742
اذهب: 0006887طرد خلوي130.0916722
انطلق: 0033365توطين البروتين في العضية120.08372683
انطلق: 0046942نقل حمض الكربوكسيل120.09359128
انطلق: 0015931نقل Nucleobase و nucleoside و nucleotide و nucleic acid110.03636812
انطلق: 0034504توطين البروتين في النواة100.0278588
انطلق: 0032269التنظيم السلبي لعملية التمثيل الغذائي للبروتين الخلوي100.06888556
اذهب: 0006022عملية التمثيل الغذائي للأمينوغليكان80.0742951
اذهب: 0006953استجابة المرحلة الحادة70.01744936
انطلق: 0046879إفراز الهرمونات70.06848175
اذهب: 0009914نقل الهرمونات70.07531571
انطلق: 0030072إفراز هرمون الببتيد60.09087306
اذهب: 0006970الاستجابة للضغط الاسموزي50.02885352
انطلق: 0010741التنظيم السلبي لشلال البروتين كينيز50.09817185
انطلق: 0030433عملية تقويضية البروتين المرتبطة بالشبكة الإندوبلازمية40.06021506
الشكل 5 Epinecidin-1 يعدل ملامح التعبير الجيني في الفئران. تم حقن الفئران البالغة بالإبينيسيدين -1 ، بينما لم يتم علاج الضوابط. بعد 24 ساعة ، تم عزل الحمض النووي الريبي الكلي من الكبد (L) (A) والطحال (S) (B) وعكس النسخ لاستخدامه في تحليل qPCR في الوقت الحقيقي.

الببتيدات المضادة للميكروبات من الجهاز المناعي الفطري البرمائي كعوامل قوية مضادة لمرض السكر: مراجعة الأدبيات وتحليل المعلومات الحيوية

الببتيدات المضادة للميكروبات ، كعضو مهم في الجهاز المناعي الفطري ، لها أنشطة بيولوجية مختلفة بالإضافة إلى النشاط المضاد للميكروبات. هناك بعض AMPs مع نشاط مضاد لمرض السكر ، وخاصة تلك المعزولة من البرمائيات. يمكن لهذه الببتيدات أن تحفز إطلاق الأنسولين عبر آليات مختلفة تعتمد على نوع الببتيد. في دراسة المراجعة هذه ، قمنا بجمع جميع AMPs المبلغ عنها مع النشاط المضاد لمرض السكر. نقوم أيضًا بتحليل تسلسل هذه الببتيدات وهيكلها لتقييم تأثير التسلسل والهيكل على نشاطها المضاد لمرض السكر. بناءً على هذه المراجعة ، فإن أكبر عائلة ببتيد ذات نشاط مضاد لمرض السكر هي الوقت مع تسعة الببتيدات المضادة لمرض السكر. الضفادع هي المصدر الأكثر وفرة للببتيدات المضادة لمرض السكر. أظهر تحليل المعلوماتية الحيوية أن زيادة الشحنة الصافية الإيجابية وانخفاض كره الماء يمكن أن يحسن من تأثير الأنسولين الموجه للببتيدات. أظهرت الببتيدات ذات الشحنة الصافية الإيجابية الأعلى ومؤشر بومان نشاطًا أعلى. بناءً على مقالة المراجعة هذه ، يمكن استخدام AMPs ذات النشاط المضاد لمرض السكر ، وخاصة تلك المعزولة من البرمائيات ، كدواء جديد مضاد لمرض السكر لمرض السكري من النوع 2. لذا ، فإن البرمائيات هي مصادر محتملة للببتيدات النشطة التي تستحق مزيدًا من التقييم كمحفزات جديدة لإفراز الأنسولين. ومع ذلك ، يجب النظر في استراتيجية زيادة الاستقرار والنشاط الإيجابي وكذلك تقليل الآثار الجانبية السلبية.

1 المقدمة

يتميز مرض السكري ، باعتباره اضطراب استقلابي ، بارتفاع مستوى السكر في الدم. النوعان 1 و 2 هما النوعان الرئيسيان لهذا الاضطراب. بين هذين النوعين ، يعد مرض السكري من النوع 2 أكثر شيوعًا من النوع 1 [1 ، 2]. يتميز مرض السكري من النوع 2 ، باعتباره مرضًا مزمنًا ، بارتفاع مستويات السكر في الدم. يتزايد انتشار هذا المرض في العالم بسبب التغيرات في نمط الحياة [2 ، 3]. من الضروري تطوير استراتيجيات فعالة لعلاج وإدارة مرض السكري من النوع 2 [4]. يمكن اعتبار عوامل خفض الجلوكوز ذات الأصل الطبيعي لهذه المعالجة والإدارة [5 ، 6]. تظهر الببتيدات المضادة للميكروبات كأعضاء مهمين في أجهزة المناعة الفطرية للحيوان مع أنشطة واسعة لمضادات الميكروبات. بالإضافة إلى النشاط المضاد للميكروبات ، فإن هذه الببتيدات المثيرة للاهتمام لها أنشطة بيولوجية مختلفة مثل مضادات الذيفانات ، ومضادات الطفيليات ، ومضادات السرطان ، والتئام الجروح ، ومبيدات النطاف ، ومبيدات الحشرات ، ومضادات الأكسدة [7-11]. تنتج جلود البرمائيات ببتيدات ذات تأثيرات مثبطة على نمو البكتيريا والفطريات [11]. تم إفراز هذه الببتيدات استجابة للإجهاد والعدوى. تعمل هذه الببتيدات كأول نظام دفاع ضد مسببات الأمراض [12]. أحد الأنشطة المثيرة للاهتمام لبعض هذه الببتيدات هو النشاط المضاد لمرض السكر [13]. تم الإبلاغ أولاً عن الببتيدات المضادة لمرض السكر وتم التعرف عليها من إفرازات الجلد للبرمائيات. تتمتع هذه الببتيدات بالقدرة على تحفيز إفراز الأنسولين في المختبر من استنساخ الفئران BRIN-BD11 β الخلايا بتركيزات منخفضة مع سمية خلايا منخفضة. تقريبًا ، تم عزل أكثر من 99٪ من الببتيدات المضادة لمرض السكر عن إفراز الجلد للبرمائيات ، خاصةً من أنواع أنورا. في مقالة المراجعة هذه ، قمنا بتقييم جميع الببتيدات المضادة لمرض السكر المبلغ عنها من حيث المصدر والتسلسل والبنية والآلية. قمنا أيضًا بتقييم هذه الببتيدات للتنبؤ وتصميم أدوية جديدة لتحسين أعراض مرض السكري.

2. الطرق

تم إدخال جميع المقالات الأصلية النوعية والكمية باللغة الإنجليزية حول الببتيدات المضادة لمرض السكر. تمت مراجعة قواعد البيانات المهمة بما في ذلك Iran Medex و MEDLINE / PubMed و Google Scholar و CINAHL وغيرها من المراجع ذات الصلة على مواقع الويب لاختيار المقالات. كانت ملفات تعريف البحث المستخدمة على النحو التالي: الببتيد / مضاد السكري / البرمائيات ، AMPs / مضادات السكري / البرمائيات ، الببتيد / مضادات السكر / البرمائيات ، AMPs / مضادات السكر / البرمائيات ، الببتيد / السكري / البرمائيات ، AMPs / السكري / البرمائيات ، الببتيد / مضاد للسكر / الضفدع ، AMPs / مضاد للسكري / الضفدع ، الببتيد / مضاد لمرض السكر / الضفدع ، AMPs / مضاد لمرض السكر / الضفدع ، الببتيد / السكري / الضفدع ، AMPs / السكري / الضفدع ، الببتيد / مضاد لمرض السكري / الضفدع ، AMPs / مضاد- السكري / الضفدع ، الببتيد / مضاد لمرض السكر / الضفدع ، AMPs / مضاد لمرض السكر / الضفدع ، الببتيد / السكري / الضفدع ، AMPs / السكري / الضفدع.

تم استبعاد المقالات التي لا تتعلق مباشرة بالموضوع. تم استخدام برنامج EndNote للتعامل مع المراجع المناسبة.

لتحليل المعلوماتية الحيوية (تحليل تكوين الأحماض الأمينية ، والمحاذاة ، والتنبؤ بالهيكل ، وما إلى ذلك) للببتيدات المكتسبة ، تم استخدام برنامج CLC.

3. النتائج والمناقشة

تم الحصول على سبعة وأربعين AMPs مع نشاط مضاد لمرض السكر عن طريق البحث في قاعدة البيانات. من بين هذه الببتيدات ، تم التعرف على اثنين فقط من الببتيدات من الحشرات ، الدبور الاجتماعي ، Agelaia pallipes. تم عزل الببتيدات الأخرى من البرمائيات المختلفة. يتم تلخيص خصائص هذه الببتيدات 45 في الجدول 1.

3.1. Brevinin-1CBb و Brevinin-1Pa و Brevinin-1E و Brevinin-2GUb و Brevinin-2EC

أظهرت ببتيدات البريفينين تأثيرًا كبيرًا على تعزيز إفراز الأنسولين بتركيز 100 نانومتر على خط خلايا بيتا المستنسخة BRIN-BD11 الفئران. لم يكن لهذه الببتيدات أي تأثير على الكالسيوم داخل الخلايا. هذه الببتيدات لها نشاط انحلالي ضعيف على كريات الدم الحمراء البشرية. الآلية المقترحة للتأثير المضاد لمرض السكر لهذه الببتيدات هي المشاركة المحتملة لكل من المسارين الحساسين للبروتين G المعتمد على بروتين AMP- A و C. تم أيضًا إرجاع التأثير الموجه للأنسولين لهذه الببتيدات إلى تأثيرها على بروتينات Rho G [14-17].

3.2 Esculentin-1 و Esculentin-1b و Esculentin-2Cha

على غرار ببتيدات البريفينين ، أظهرت معظم ببتيدات esculentin نشاطًا كبيرًا في إطلاق الأنسولين. تم اقتراح مسارات حساسة للبروتين G تعتمد على بروتين AMP الدوري من أجل التأثير المضاد لمرض السكر في ببتيدات esculentin [16 ، 18].

3.3 Temporin-DRa و Temporin-DRb و Temporin-Oe و Temporin-CBa و Temporin-Va و Temporin-Vb و Temporin-Vc و Temporin-CBf و Temporin-TGb

أظهرت الفراتين المختلفة ، مع مصادر مختلفة من البرمائيات ، تأثيرات تحفيزية كبيرة على إفراز الأنسولين من خلايا BRIN-BD11 للجرذ النسيلي. لم يكن لهذه الببتيدات أي تأثير على إطلاق اللاكتات ديهيدروجينيز. أظهر Temporin-Oe و Temporin-TGb أيضًا سمية كبيرة عند التركيز الأمثل لتحفيز إفراز الأنسولين. لم يكن لهذه الببتيدات أي تأثير على الكالسيوم داخل الخلايا. الآلية المقترحة لهذه الببتيدات هي مسار مستقل عن قناة KATP [17 ، 19].

3.4. Ranatuerin-1CBa و Ranatuerin-2CBc و Ranatuerin-2CBd

تم عزل هذه الببتيدات من الضفدع ليثوباتس كاتيسبيانوس. يمكن أن تحفز هذه الببتيدات إطلاق الأنسولين من نسيلي الفئران BRIN-BD11 β خط الخلية. من بين هذه الببتيدات ، أظهر Ranatuerin-2CBd أعلى تحفيز لإطلاق الأنسولين. من ناحية أخرى ، من بين هذه الببتيدات ، يعتبر Ranatuerin-2CBd أكثر سمية للخلايا من الببتيدات الأخرى عند التركيز الأمثل. بناءً على الدراسات ، ليس لهذه الببتيدات الثلاثة أي تأثير على اللاكتات ديهيدروجينيز. أشارت هذه الحالة إلى أن هذه الببتيدات تحافظ على سلامة غشاء البلازما [17].

3.5 ديرماسبتين B4 وديرماسبتين- LI1

تعتبر Dermaseptins بمثابة AMPs متعددة الوظائف. في ما بينهما ، أظهر Dermaseptin B4 و Dermaseptin-LI1 نشاطًا مضادًا لمرض السكر. تم عزل Dermaseptin B4 و Dermaseptin-LI1 من فيلوميدوسا ترينيتاتيس و Agalychnis litodryas، على التوالى. في خلايا BRIN-BD11 المستجيبة للجلوكوز ، أدى كلا الببتيدات إلى تحفيز إفراز الأنسولين. لم يتم تحديد الآلية المحتملة لتحريض إفراز الأنسولين بواسطة هذه الببتيدات [20 ، 21].

3.6 بومبيزين والببتيدات ذات الصلة بالبومبين

Bombesin هي AMP معزولة عن الضفدع ، بومبينا فاريغاتا. تم عزل ثلاث ببتيدات ذات صلة بالبومبيزين والبومبيزين مع نشاط مضاد لمرض السكر من فاريجات ​​بومبينا. تتمثل الآلية المقترحة للنشاط المضاد لمرض السكر في الببتيدات المرتبطة بالبومبيزين والبومبيزين في إشراك مسار غير حساس للبروتين G يعتمد على cAMP [22].

3.7 Xenopsin و Xenopsin-AM2

تم عزل Xenopsin و xenopsin-AM2 (التي تحتوي على الاستبدال Lys (3) ⟶ Arg in xenopsin) من X. laevis و X. أمييتي إفرازات على التوالي. يؤدي هذان الببتيدان إلى تحفيز كبير لإطلاق الأنسولين من نسيلي الفئران BRIN-BD11 β خط الخلية. هذه الببتيدات ليس لها تأثير على إطلاق اللاكتات ديهيدروجينيز [23].

3.8 Palustrin-2CBa و Palustrin-1c

تم التعرف على Palustrin-2CBa و Palustrin-1c من إفرازات الجلد ليثوباتس كاتيسبيانوس و ليثوباتس بالستريس، على التوالى. تؤدي هذه الببتيدات إلى تحفيز كبير لإطلاق الأنسولين من خلايا BRIN-BD11 بتركيز منخفض [17 ، 24].

3.9 فيلوسيبتين- L2

أحد أفراد عائلة فيلوسيبتين Phylloseptin-L2 لديه نشاط قوي لزيادة إفراز الأنسولين من خط خلايا بيتا المستنسخة BRIN-BD11 في الفئران. لم يحفز هذا الببتيد إطلاق إنزيم العصارة الخلوية ، نازعة هيدروجين اللاكتات. تم الحفاظ على هذا النشاط في حالة عدم وجود Ca خارج الخلية (2+). الآلية المقترحة لهذا الببتيد لإفراز الأنسولين مستقلة عن تدفق المشاركة الأولية لـ Ca (2+) أو إغلاق قنوات K (+) الحساسة لـ ATP [25].

3.10. RK-13

RK-13 ​​عبارة عن ببتيد أنسولينوتروبيك يحتوي على 13 حمض أميني معزول عن إفرازات الجلد Agalychnis calcarifer. حفز هذا الببتيد إفراز الأنسولين بطريقة تعتمد على الجرعة وحساسة للجلوكوز ، مما أدى إلى تأثيره من خلال مسار دوري كيناز البروتين AMP المستقل عن بروتينات G الحساسة لسموم السعال الديكي [26].

3.11. الزائفة -2

Pseudin-2 هو ببتيد كاتيوني معزول عن جلد المفارقة الزائفة. يؤدي هذا الببتيد إلى إطلاق الأنسولين من خط خلايا بيتا النسيلي BRIN-BD11 دون زيادة في إطلاق اللاكتات ديهيدروجينيز. هناك آلية تتضمن كا 2+ مسارات مستقلة لعمل الببتيدات [27].

3.12. GM-14

GM-14 عبارة عن ببتيد مدار للأنسولين نشأ من فاريجات ​​بومبينا. يزيد هذا الببتيد من إفراز الأنسولين عن طريق إشراك مسار غير حساس للبروتين G يعتمد على cAMP [22].

3.13. إن -21

كان IN-21 معروفًا باسم الببتيد الموجه للأنسولين المعزول من إفرازات الجلد فاريجات ​​بومبينا. يزيد هذا الببتيد من إفراز الأنسولين عن طريق إشراك مسار غير حساس للبروتين G يعتمد على cAMP [22].

3.14. أوسيلاتين- L2

Ocellatin-L2 عبارة عن ببتيد غني بالجليسين والليوسين. تم التعرف على هذا الببتيد من إفرازات الجلد المحفزة بالنوربينفرين Leptodactylus laticeps. عند وجود تركيز أعلى من 1 ملي مولار ، يمكن لهذا الببتيد إحداث زيادة كبيرة في معدل إفراز الأنسولين من خلايا بيتا BRIN-BD11 النسيليّة للجرذان دون تأثيرات كبيرة على نازعة هيدروجين اللاكتات [28].

3.15. البلاستيسين- L1

البلاستيسين- L1 هو ببتيد غني بالجليسين والليوسين. هذا الببتيد له تأثير تحفيزي قوي على إفراز الأنسولين من خلايا بيتا BRIN-BD11 النسيلي للجرذان. البلاستيسين- L1 ليس له تأثير على اللاكتات ديهيدروجينيز [28].

3.16. Tigerinin-1R

Tigerinin-1R هو دودي كاببتيد دوري معزول عن إفراز الجلد Hoplobatrachus rugulosus. هذا الببتيد له نشاط انحلالي منخفض وسمية خلوية. يمكن أن يحفز Tigerinin-1R بشكل كبير إطلاق الأنسولين من خلايا BRIN-BD11. أظهرت دراسة أجريت على نموذج فأر أن هذا الببتيد يزيد من إفراز الأنسولين ويحسن تحمل الجلوكوز [29].

3.17. كيرولين- B1

تم التعرف على الببتيد المرتبط بالكيرولين ، Caerulein-B1 ، من إفراز الجلد لـ Xenopus borealis. يحتوي هذا الببتيد على حمض أميني Gly إضافي مقارنة مع caerulein و caerulein-B2. أظهر هذا الببتيد تأثيرًا قويًا على تحفيز إطلاق الأنسولين من نسيلي BRIN-BD11 β خط الخلية بتركيز منخفض [23].

3.18. امولوبين

Amolopin هو AMP مع أعلى تشابه مع الببتيدات المؤقتة و vespid chemotactic chemotactic peptides. أظهر هذا الببتيد تأثيرًا محفزًا على إطلاق الأنسولين في خلايا INS-1. أشار تقييم الآلية إلى أن التأثير التحفيزي لم يكن له أي تأثير على زيادة تدفق الكالسيوم 2 + [30].

3.19. أليتيسيرين -2 أ

Alyteserin-2a ، ببتيد معزول من التوليد أليتس، له نشاط مرتفع مضاد لمرض السكر وسمية منخفضة على خلايا الدم البشرية. تم اعتبار إزالة الاستقطاب من الغشاء وزيادة تركيز الكالسيوم 2+ داخل الخلايا من الآليات المشاركة في تحفيز إفراز الأنسولين [31].

3.20. Magainin-AM1 و Magainin-AM2

Magainin-AM1 و Magainin-AM2 هما AMPS معزولان عن Xenopus amieti. هذه الببتيدات لها نشاط مضاد لمرض السكر. الآلية المقترحة لعمل هذه الببتيدات هي إشراك غشاء الخلية في إزالة الاستقطاب وزيادة تركيز الكالسيوم داخل الخلايا. أظهرت الدراسات أيضًا أن Magainin-AM1 و Magainin-AM2 أنتجا تحسنًا كبيرًا في تحمل الجلوكوز ، وحساسية الأنسولين ، وتحسين وظائف خلايا بيتا في الفئران التي تتغذى على HFD [32 ، 33].

3.21. هيمينوشيرين -1 ب

Hymenochirin-1B له تأثير مضاد لمرض السكر في خلايا BRIN-BD 11. يؤدي هذا الببتيد إلى تحفيز إفراز الأنسولين من خلايا بيتا البنكرياس عن طريق مسار مستقل عن قناة KATP. يمكن أن يزيد هذا الببتيد من مستوى الأنسولين في البلازما بعد الإعطاء داخل الصفاق في الفئران التي تتغذى على HFD [34].

بناءً على مراجعة الأدبيات ، تم تلخيص جميع آليات العمل المقترحة للببتيدات المضادة لمرض السكر في الشكل 1.

3.22. Pseudhymenochirin-2Pa و Pseudhymenochirin-1Pb

Pseudhymenochirin-1Pb و Pseudhymenochirin-2Pa عبارة عن مضخمات صوتية ذات تأثير تحفيزي على إفراز الأنسولين في BRIN-BD11 clonal β الخلايا بتركيزات منخفضة. يعتبر المسار المستقل لقناة KATP بمثابة الآلية المقترحة لهذه الببتيدات [35].

3.23. التحليل الإحصائي والهيكلية والمعلوماتية الحيوية

كان المصدر الأكثر وفرة لهذه الببتيدات هو أنواع مختلفة من الضفادع. نطاق الشحن الصافي لهذه الببتيدات البالغ عددها 45 هو + 2-6. باستثناء الببتيد الذي يحتوي على 39٪ كاره للماء ، فإن الببتيدات الأخرى التي تم الإبلاغ عنها تحتوي على أكثر من 48٪ كارهة للماء. يتراوح حجم هذه الببتيدات من 8 إلى 46 حمض أميني. بين ال رنا أكثر أنواع الببتيدات المضادة لمرض السكر تم استخلاصها من الضفادع الآسيوية هيلارانا غينثيري. بين ال Hylidae الأنواع ، أربعة أنواع من الضفادع لها ببتيدات قوية مضادة لمرض السكر: فيلوميدوسا ترينيتاتيس, Agalychnis calcarifer, Agalychnis litodryas، و Hylomantis ليمور. بين ال Bombinatoridae الأنواع ، ستة أنواع من الضفادع (جنس بومبينا) تحتوي على ببتيدات قوية بخصائص إفراز الأنسولين. في الأنواع الأخرى ، لا يتبع توزيع الببتيدات المضادة لمرض السكر قاعدة محددة. نصف العمر القصير ، وتحفيز الجهاز المناعي ، وانحلال الدم ، والسمية هي قيود على استخدام الببتيد كعوامل مضادة لمرض السكر. على سبيل المثال ، يحتوي Ocellatin-L2 على نشاط انحلالي مرتفع بالإضافة إلى نشاط مرتفع في تحفيز إفراز الأنسولين [28]. يمكن أن يؤدي تغيير محتوى الأحماض الأمينية إلى تحسين قدرة الببتيد. أظهرت دراسة ذات صلة أن زيادة الشحنة الصافية الإيجابية يمكن أن تزيد من فعالية إفراز الأنسولين [25]. ومع ذلك ، فإن هذا التغيير في صافي الرسوم لا يؤدي دائمًا إلى نفس النتيجة. على سبيل المثال ، زيادة الشحنة الصافية من الببتيد Pseudin-2 لم يكن لها تأثير تحفيزي كبير على إفراز الأنسولين [27]. من ناحية أخرى ، فإن كره الماء هو أهم خصائص الببتيدات المضادة للميكروبات أظهرت الدراسات أن الحد من كره الماء لم يكن له أي تأثير على تأثير الأنسولين للببتيد ، ولكنه قلل من نشاط الانحلالي. لذا يمكن اعتبار تقليل كاره الماء استراتيجية فعالة للحد من النشاط الانحلالي دون تغيير النشاط المضاد لمرض السكر في الببتيدات [36]. من بين جميع الببتيدات المضادة لمرض السكر التي تم الإبلاغ عنها ، أظهر Magainin-AM2 ، مع أدنى نسبة كارهة للماء (39 ٪) ، أقل نشاط انحلالي. في بعض الببتيدات ، α- يؤدي التأثر في المنطقة الطرفية C إلى تعزيز الفاعلية المضادة لمرض السكر. هذه α- الامد يحسن آلية العمل الممكنة بما في ذلك إزالة الاستقطاب من الغشاء المتضمن الببتيد وزيادة في تركيز Ca 2+ داخل الخلايا [37]. Owolabi et al. أشار إلى أن زيادة الشحنة الصافية الإيجابية لـ AMPs عن طريق إضافة الأحماض الأمينية الموجبة تحسن من فاعلية النشاط الموجه للأنسولين [34]. أظهرت هذه المجموعة أيضًا أن زيادة كره الماء يؤدي إلى انخفاض فاعلية نشاط الأنسولين. متوسط ​​طول جميع الببتيدات الـ 45 هو 27.81 من المخلفات. متوسط ​​الشحنة الصافية لجميع الببتيدات 45 هو 3.50. في الشكل 2 ، يتم عرض محاذاة تسلسل الببتيدات المضادة لمرض السكر المبلغ عنها. بناءً على هذا الرقم ، فإن Ala و Gly و Lys و Leu هي أحماض أمينية متفق عليها في جميع الببتيدات. أظهر تحليل المعلوماتية الحيوية أيضًا أن Leu و Gly و Ala لديهم أعلى تردد في جميع الببتيدات المضادة لمرض السكر التي تم الإبلاغ عنها. تواتر الأحماض الأمينية العطرية (Trp و Tyr و Phe) و His و Met و Cys منخفض في هذه الببتيدات الـ 45 (الجدول 2). يتم تعريف مؤشر Boman على أنه مجموع قيم الذوبان لجميع الأحماض الأمينية في تسلسل الببتيد. يتنبأ هذا المؤشر بإمكانية ارتباط الببتيد ببروتينات أخرى. أشار مؤشر Boman الأعلى من 2.48 إلى إمكانية ربط عالية. من بين AMPs المضادة لمرض السكر التي تم الإبلاغ عنها ، فإن الببتيدات ذات مؤشر Boman العالي لها نشاط مضاد لمرض السكر أعلى. هذه العلاقة غير معروفة. ولكن قد يكون بسبب قدرة الببتيد العالية على الارتباط بالأنزيمات المعنية في إفراز الأنسولين وامتصاص الجلوكوز. هناك إستراتيجية أخرى لتعزيز نصف عمر الببتيدات المضادة لمرض السكر وهي استبدال الحمض الأميني L بحمض أميني D. نظرًا للأحجام الصغيرة والتخلص السريع عن طريق الكلى ، فإن هذه الاستراتيجية لا تعمل بشكل جيد لحل قيود استخدام الببتيد [38]. يمكن استخدام حماية الببتيد بطبقات بوليمر مختلفة لتعزيز المؤشر العلاجي للببتيدات المضادة لمرض السكر [39]. تعتبر هذه الطريقة استراتيجية ناجحة لتحسين عمل الببتيد ، خاصة في زيادة ثباتها وتقليل مناعتها [40]. ترتبط زيادة الثبات بزيادة أحجام الببتيد التي تقلل التصفية الكلوية السريعة. الاقتران مع البولي إيثيلين جلايكول (PEGylation) [41 ، 42] ، متعدد الببتيد الأنيوني- XTEN (864 ببتيدات من الأحماض الأمينية تحتوي على A ، E ، G ، P ، S ، T) [43 ، 44] ، وحمض الهيالورونيك (HAylation) [ 45 ، 46] تستخدم في الغالب للحماية المادية للببتيدات المضادة لمرض السكر. يعتبر التفاعل التساهمي وغير التساهمي للببتيد مع زلال الدم في المصل لتعديل الببتيدات المضادة لمرض السكر [47-49].

3.24. دراسات على الحيوانات

هناك بعض الدراسات حول التقييم المضاد لمرض السكر من AMPs المذكورة في النماذج الحيوانية. يُظهر تقييم هذه الدراسات أن جميع المقالات تستخدم تركيزات منخفضة من الببتيدات (نانومول / كجم من وزن الجسم) في نماذج حيوانية [50 ، 51]. أظهرت مراجعة الأدبيات أن السمية الكبيرة لـ AMPs (IC50) يمكن أن تحدث بتركيزات أعلى (ميكرومول / كجم من وزن الجسم) [10 ، 52 ، 53]. لذلك كان لهذه الببتيدات المختبرة نشاط مضاد لمرض السكر بتركيزات غير سامة للخلايا والنموذج الحيواني. ومع ذلك ، بناءً على الدراسات التي أجريت في الجسم الحي ، كان لـ AMPs المذكورة أعلاه نشاط منخفض في الجسم الحي بسبب قصر وقت الدورة الدموية. زيادة استقرار البلازما ووقت الدورة الدموية يمكن أن يحسن النشاط في الجسم الحي لـ AMPs. التدريع المادي وربط الألبومين أو الجسم المضاد هما الاستراتيجيتان الرئيسيتان المقترحتان لزيادة استقرار البلازما ووقت الدورة الدموية لـ AMPs [54].

4 - نتائج

بناءً على دراسة المراجعة هذه ، يمكن للببتيدات المضادة للميكروبات التي نشأت من إفرازات جلد الضفادع والضفادع أن تحفز إفراز الأنسولين. قد تكون هذه الببتيدات الطبيعية مفيدة لعلاج مرض السكري من النوع 2 كأدوية تكميلية. لتحسين النشاط المضاد لمرض السكر ، وزيادة عمر النصف ، وتقليل السمية على خلايا الدم والخلايا الطبيعية الأخرى ، وتغيير الشحنة الصافية والكراهية للماء عن طريق تغيير تركيبة الأحماض الأمينية ، والحماية المادية للببتيد مع البوليمرات المختلفة ، والاقتران التساهمي أو غير التساهمي مع يمكن اعتبار الألبومين نموذجًا لإعداد الببتيدات الاصطناعية ذات النشاط المضاد لمرض السكر. من ناحية أخرى ، يمكن اعتبار هذه الببتيدات الطبيعية كنموذج لإعداد الببتيدات الاصطناعية ذات النشاط المضاد لمرض السكر.

تضارب المصالح

لا يوجد أي من المؤلفين لديهم أي تضارب في المصالح.

مساهمات المؤلفين

حسين سلطان نجاد وهادي زارديني هما المؤلفان الأولان.

مراجع

  1. أوردوي ، ج. مالك زاده ، إم أوردوي ، وس.محمدي ، "قصور الغدة الدرقية والاضطرابات الهضمية بين مرضى السكري من النوع الأول في يزد ، إيران دراسة وصفية ،" المجلة الإيرانية للسكري والسمنة، المجلد. 6 ، لا. 3، pp.131–135، 2014. View at: Google Scholar
  2. أوردوي ، أ. شوجاوديني-أردكاني ، إس هـ. هوسينيبور ، إم ميروليلي ، هـ.زار-زارديني ، "تأثير فيتامين د على مستويات HbA1c للأطفال والمراهقين المصابين بداء السكري من النوع 1 مينيرفا طب الأطفال، المجلد. 69 ، لا. 5، pp.391–395، 2014. View at: Google Scholar
  3. A. B. Olokoba ، O. A. Obateru ، و L.B Olokoba ، "داء السكري من النوع 2: مراجعة للاتجاهات الحالية ،" مجلة عمان الطبية، المجلد. 27 ، لا. 4، pp.269–273، 2012. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  4. جيه إي بي ريوش وجيه إيه إي مانسون ، "إدارة النوع الثاني من مرض السكري في عام 2017: الوصول إلى الهدف ،" جاما، المجلد. 317 ، لا. 10، pp.1015-1016، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  5. P. K. Prabhakar and M. Doble ، "آلية عمل المنتجات الطبيعية المستخدمة في علاج داء السكري ،" المجلة الصينية للطب التكاملي، المجلد. 17 ، لا. 8، pp.563–574، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  6. Z. Yazdanpanah و A. Ghadiri-Anari و AV Mehrjardi و A. Dehghani و HZ Zardini و A. Nadjarzadeh ، "تأثير ضخ فاكهة العناب Ziziphus على ملامح الدهون ، ومؤشر نسبة السكر في الدم وحالة مضادات الأكسدة في مرضى السكري من النوع 2: عشوائية محكومة تجربة سريرية " بحوث العلاج بالنباتات، المجلد. 31 ، لا. 5 ، الصفحات 755-762 ، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  7. S. Khani ، S. S. Seyedjavadi ، H. كيمياء النبات، المجلد. 164، pp.136–143، 2019. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  8. S. S. Seyedjavadi، S. Khani، A. Eslamifar et al. ، "يمنع الببتيد المضاد للفطريات MCh-AMP1 المشتق من Matricaria chamomilla نمو المبيضات البيضاء عن طريق إحداث توليد ROS وتغيير نفاذية غشاء الخلية الفطرية ،" الحدود في علم الأحياء الدقيقة، المجلد. 10 ، ص. 3150، 2020. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  9. H. Zare-Zardini ، F. Fesahat ، I. Halvaei et al. ، "تقييم نشاط مبيد النطاف من الببتيد المضاد للميكروبات من Bufo kavirensis ، MaximinBk: دراسة في المختبر ،" المجلة التركية للكيمياء الحيوية، المجلد. 42 ، لا. 3، pp.299–305، 2017. View at: Google Scholar
  10. H. Zare-Zardini ، M. Salehvarzi ، F. Ghanizadeh et al. ، "الببتيدات المضادة للميكروبات في الجهاز المناعي الفطري كمركب مناسب لعلاج السرطان والحد من الأمراض المعدية المرتبطة به ،" المجلة الإيرانية لأمراض الدم والأورام لدى الأطفال، المجلد. 8 ، لا. 1، pp.62–70، 2018. View at: Google Scholar
  11. زاره ، أ.هاشمي ، ب. تولوينيا ، و أ. بيطراف. تنقية وتوصيف الببتيد الجديد المضاد للميكروبات من إفرازات الجلد لـ Bufo kavirensis, 2014.
  12. N Mookherjee ، M.A Anderson ، H.P Haagsman ، and D.J Davidson ، "الببتيدات الدفاعية المضادة للميكروبات: الوظائف والإمكانات السريرية ،" يستعرض الطبيعة اكتشاف الأدوية، المجلد. 19 ، لا. 5 ، ص 311-332 ، 2020. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  13. هـ. خان ، وس.م.نبافي ، وس. هابتماريام ، "إمكانات الببتيدات المضادة لمرض السكري: الآفاق المستقبلية كعوامل علاجية ،" علوم الحياة، المجلد. 193 ، الصفحات من 153 إلى 158 ، 2018. عرض على: الباحث العلمي من Google
  14. جي إم كونلون ، جي جي باور ، واي إتش عبد الوهاب وآخرون ، "ببتيد قوي غير سام لإطلاق الأنسولين معزول من مستخلص من جلد الضفدع الآسيوي ، هيلارانا جونثري (أنورا: رانيدي) ،" الببتيدات التنظيمية، المجلد. 151 ، لا. 1-3 ، ص 153-159 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  15. L. Marenah ، P. R. Flatt ، D.F Orr ، C. Shaw ، and Y. H. Abdel-Wahab ، "إن توصيف الببتيدات التي تحدث بشكل طبيعي في إفراز الجلد لضفدع رنا بيبيينز تكشف عن البيبين 1 كعامل جديد لإطلاق الأنسولين ،" مجلة أبحاث الببتيد، المجلد. 66 ، لا.4، pp.204–210، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  16. L. Marenah ، P. R. Flatt ، D.F Orr ، C. Shaw ، and Y. H. Abdel-Wahab ، "إفرازات الجلد لضفادع رنا السحرية تكشف عن الببتيدات المضادة للميكروبات esculentins-1 و -1B و brevinins-1E و -2EC مع نشاط جديد لإطلاق الأنسولين ،" مجلة الغدد الصماء، المجلد. 188 ، لا. 1، pp. 1–9، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  17. Mechkarska، O. O. Ojo، M. A. Meetani et al.، "التحليل الببتيدومي لإفرازات الجلد من الضفدع _ليثوباتس كاتيسبيانوس_ (Ranidae) يحدد العديد من الببتيدات ذات النشاط الفعال لإطلاق الأنسولين ، " الببتيدات، المجلد. 32 ، لا. 2، pp.203–208، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  18. S. Vasu ، و OO Ojo ، و RC Moffett ، و JM Conlon ، و PR Flatt ، و YH Abdel-Wahab ، "الإجراءات المضادة لمرض السكري من esculentin-2CHa (1-30) ونظائرها المستقرة في نموذج بدانة السكري. ، " أحماض أمينية، المجلد. 49 ، لا. 10، pp.1705–1717، 2017. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  19. Y. H. Abdel-Wahab، L. Marenah، P.R Flatt، and J.M Conlon، “Insulin release properties of the temporin family of antimicrobial peptides،” رسائل البروتين والببتيد، المجلد. 14 ، لا. 7، pp. 702–707، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  20. ماريناه ، إم سي ستيفن ، بي آر فلات ، دي إف أور ، سي شو ، وإي إتش إيه عبد الوهاب ، "الببتيدات الجديدة التي تطلق الأنسولين في جلد ضفدع فيلوميدوسا ترينيتاتيس تشتمل على 28 ببتيد من الأحماض الأمينية من سلائف ديرماسبتين بيف ،" البنكرياس، المجلد. 29 ، لا. 2 ، الصفحات 110-115 ، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  21. ماريناه ، سي شو ، دي إف أور ، إم سي ستيفن ، بي آر فلات ، واي إتش إيه عبد الوهاب ، "عزل وتوصيف فئة غير متوقعة من الببتيدات الموجه للأنسولين في جلد الضفدع _Agalychnis litodryas_ ،" الببتيدات التنظيمية، المجلد. 120 ، لا. 1-3 ، ص 33-38 ، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  22. L. Marenah ، P.R Flatt ، D.F Orr ، S. McClean ، C. Shaw ، and Y. H. A. Abdel-Wahab ، "يحتوي إفراز الجلد من الضفدع Bombina variegata على العديد من الببتيدات التي تطلق الأنسولين بما في ذلك بومبيزين وتركيبات جديدة تمامًا للأنسولين ،" الكيمياء البيولوجية، المجلد. 385 ، لا. 3-4 ، ص 315 - 321 ، 2004. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  23. O. K. Zahid ، M. Mechkarska ، O. O. Ojo et al. ، "الببتيدات المرتبطة بـ Caerulein و xenopsin مع أنشطة إطلاق الأنسولين من إفرازات الجلد للضفادع المخالب ، Xenopus borealis_ و _Xenopus amieti_ (Pipidae) ،" طب الغدد الصماء العام والمقارن، المجلد. 172 ، لا. 2، pp 314–320، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  24. عبد الوهاب ، "Brevinin-1 والعديد من الببتيدات التي تطلق الأنسولين في جلد الضفدع Rana palustris ،" مجلة الغدد الصماء، المجلد. 181، pp.347–354، 2004. View at: Google Scholar
  25. YH Abdel-Wahab، GJ Power، PR Flatt، DC Woodhams، LA Rollins-Smith، and JM Conlon، “A peptide of the phylloseptin family from the skin of the frog _Hylomantis lemur_ (Phyllomedusinae) with in vitro_ and _ in vivo_ insulin- الإفراج عن النشاط "، الببتيدات، المجلد. 29 ، لا. 12 ، ص 2136-2143 ، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  26. Y. H. A. Abdel-Wahab ، L. Marenah ، D.F Orr ، C. Shaw ، and P.R Flatt ، "العزل والتوصيف الهيكلي لببتيد جديد مكون من 13 حمض أميني يطلق الأنسولين من إفراز الجلد لـ Agalychnis calcarifer ،" الكيمياء البيولوجية، المجلد. 386 ، لا. 6 ، ص 581-587 ، 2005. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  27. Y. H. Abdel-Wahab، G.J. Power، M. T. Ng، P. R. Flatt، and J.M Conlon، "خصائص إفراز الأنسولين لببتيد جلد الضفدع pseudin-2 ونظيره [Lys18] - البديل ،" الكيمياء البيولوجية، المجلد. 389 ، لا. 2، pp. 143–148، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  28. جي إم كونلون ، واي إتش إيه عبد الوهاب ، بي آر فلات وآخرون ، "ببتيد غني بالجليسين والليوسين مرتبط هيكليًا بالبلاستيك من إفرازات جلد الضفدع _ Leptodactylus laticeps_ (Leptodactylidae) ،" الببتيدات، المجلد. 30 ، لا. 5 ، ص 888-892 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  29. O. O. O.O.O.O.O.A. عبد الوهاب ، P. R. Flatt ، M. Mechkarska ، و J.M Conlon ، "Tigerinin-1R: ببتيد قوي غير سام لإطلاق الأنسولين معزول عن جلد الضفدع الآسيوي ، Hoplobatrachus rugulosus ،" مرض السكري والسمنة والتمثيل الغذائي، المجلد. 13 ، لا. 12، pp. 1114–1122، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  30. G.-X. مو ، X.-W. باي ، Z.-J. لي ، X.-W. يان ، X.-Q. هو وم. رونغ ، "ببتيد جديد موجه للأنسولين من إفرازات الجلد لضفدع amolops loloensis ،" المنتجات الطبيعية والتنقيب البيولوجي، المجلد. 4 ، لا. 5، pp.309–313، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  31. J.M Conlon و A. Demandt و P. F. Nielsen و J. Leprince و H. Vaudry و D.C Woodhams، "The alyteserins: عائلتان من الببتيدات المضادة للميكروبات من إفرازات جلد القابلات ضفدع _Alytes التوليد_ (Alytidae) ،" الببتيدات، المجلد. 30 ، لا. 6 ، ص 1069-1073 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  32. J.M Conlon و M. Mechkarska ، "ببتيدات دفاع المضيف مع إمكانات علاجية من إفرازات جلد الضفادع من عائلة Pipidae ،" الأدوية، المجلد. 7 ، لا. 1 ، ص 58-77 ، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  33. OO Ojo و JM Conlon و PR Flatt و YHA Abdel-Wahab ، "تحفز ببتيدات جلد الضفدع (tigerinin-1R و magainin-AM1 و -AM2 و CPF-AM1 و PGla-AM1) إفراز الببتيد الشبيه بالجلوكاجون 1 (GLP -1) بواسطة خلايا GLUTag ، " الكيمياء الحيوية والبيوفيزيائية تبحث في الاتصالات، المجلد. 431 ، لا. 1، pp.14–18، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  34. B. O. Owolabi، O. O. Ojo، D.K Srinivasan، J.M Conlon، P.R Flatt، and Y.HA Abdel-Wahab، "In vitro and in vivo insulinotropic properties of the frog a multifunction hymenochirin-1B skin peptide hymenochirin-1B: a Structure-Activity study،" أحماض أمينية، المجلد. 48 ، لا. 2 ، ص 535-547 ، 2016. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  35. G. Manzo ، M. A. Scorciapino ، D. Srinivasan et al. ، "التحليل المطابق للببتيدات المضيفة للدفاع pseudhymenochirin-1Pb و -2Pa وتصميم نظائرها مع أنشطة إطلاق الأنسولين وتقليل السميات ،" مجلة المنتجات الطبيعية، المجلد. 78 ، لا. 12 ، ص 3041-3048 ، 2015. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  36. Y. Chen ، M. T. Guarnieri ، A. I. Vasil ، M. L. Vasil ، C. T. Mant ، and R. S. Hodges ، " α- الببتيدات الحلزونية المضادة للميكروبات ، " العوامل المضادة للميكروبات والعلاج الكيميائي، المجلد. 51 ، لا. 4، pp. 1398–1406، 2007. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  37. ألبرتسين ، إيه سي شو ، جيه سي نورريلد ، ك سترومجارد ، "إنتاج مؤتلف من طرف الببتيد C α-الأميد باستخدام إينتين مصمم هندسيًا ، " كيمياء الاقتران الحيوي، المجلد. 24 ، لا. 11، pp. 1883–1894، 2013. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  38. M. Werle و A. Bernkop-Schnürch ، "استراتيجيات لتحسين فترة نصف عمر البلازما لعقاقير الببتيد والبروتين" أحماض أمينية، المجلد. 30 ، لا. 4، pp.351–367، 2006. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  39. W. Li ، M. D. Joshi ، S. Singhania ، K. H. Ramsey ، and A. K. Murthy ، "لقاح الببتيد: التقدم والتحديات ،" اللقاحات، المجلد. 2 ، لا. 3، pp.515-536، 2014. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  40. M. K. Marschütz و A. Bernkop-Schnürch ، "توصيل دواء الببتيد عن طريق الفم: تقارن مثبطات البوليمر التي تحمي الأنسولين من التحلل الإنزيمي في المختبر ،" المواد الحيوية، المجلد. 21 ، لا. 14، pp.1499–1507، 2000. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  41. A.R Mezo و S.C Low و T. Hoehn و H. Palmieri ، "يعزز PEGylation الإمكانات العلاجية لمضادات الببتيد لمستقبل Fc الوليد ، FcRn ،" رسائل الكيمياء الحيوية والعضوية الطبية، المجلد. 21 ، لا. 21 ، ص 6332-6335 ، 2011. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  42. F. M. Veronese و A. Mero ، "تأثير PEGylation على العلاجات البيولوجية ،" الأدوية الحيوية، المجلد. 22 ، لا. 5، pp.315–329، 2008. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  43. في.ن.بودوست ، س.بلان ، كولومبيا البريطانية. Sim et al. ، "تمديد نصف عمر الجزيئات النشطة بيولوجيًا في الجسم الحي بواسطة بوليمرات بروتين XTEN ،" مجلة الإصدار المراقب، المجلد. 240 ، ص 52-66 ، 2016. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  44. في.شيلينبرغر ، سي. Wang، N. التكنولوجيا الحيوية الطبيعة، المجلد. 27 ، لا. 12 ، ص 1186-1190 ، 2009. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  45. J.-H. كونغ ، أو. إيون جو ، إس واي تشاي ، كي سي لي ، إس كيه هان ، "هيالورونات طويلة المفعول - إكسيندين 4 متقارن لعلاج مرض السكري من النوع 2 ،" المواد الحيوية، المجلد. 31 ، لا. 14، pp.4121–4128، 2010. عرض على: موقع الناشر | منحة جوجل
  46. ميرو ، أ. جريجوليتو ، ج. مارتينيز ، وج. باسوت ، "التطورات الأخيرة في الطب النانوي المستند إلى حمض الهيالورونيك ،" التطورات الحديثة في التكنولوجيا الحيوية، المجلد. 3، pp.102–129، 2016. View at: Google Scholar
  47. J. T. Andersen ، B. Dalhus ، D. Viuff et al. ، "إطالة عمر النصف في مصل الألبومين عن طريق ربط مستقبل Fc الوليدي (FcRn)

حقوق النشر

حقوق النشر & # x00A9 2021 حسين سلطان نجاد وآخرون. هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License ، والذي يسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ في أي وسيط ، بشرط الاستشهاد بالعمل الأصلي بشكل صحيح.


محتويات

تتكون RiPP من أي ببتيدات (أي وزن جزيئي أقل من 10 كيلو دالتون) يتم إنتاجها عن طريق الريبوزومي وتخضع لدرجة معينة من التعديل الأنزيمي بعد الترجمة. يشار إلى هذا المزيج من ترجمة وتعديل الببتيد باسم "تخليق الببتيد ما بعد الريبوسوم" (PRPS) في تناظر مع تخليق الببتيد غير الصبغي (NRPS).

تاريخيًا ، تمت دراسة الفئات الفرعية الحالية لـ RiPPs بشكل فردي ، وتباينت الممارسات الشائعة في التسميات وفقًا لذلك في الأدبيات. في الآونة الأخيرة ، مع ظهور تسلسل الجينوم الواسع ، تم إدراك أن هذه المنتجات الطبيعية تشترك في أصل تخليقي حيوي مشترك. في عام 2013 ، تم الاتفاق على مجموعة من المبادئ التوجيهية الموحدة للتسميات ونشرها مجموعة كبيرة من الباحثين في هذا المجال. [1] قبل هذا التقرير ، تمت الإشارة إلى RiPPs من خلال مجموعة متنوعة من التعيينات ، بما في ذلك الببتيدات بعد الريبوسوم, المنتجات الطبيعية الريبوسومية، و الببتيدات الريبوسومية.

يشير الاختصار "RiPP" إلى "ريتوليفها و صost-translationally معدلة صالببتيد ".

تشكل RiPPs واحدة من العائلات الفائقة الرئيسية للمنتجات الطبيعية ، مثل القلويات ، والتربينويدات ، والببتيدات غير الصبغي ، على الرغم من أنها تميل إلى أن تكون كبيرة ، مع أوزان جزيئية عادة تزيد عن 1000 دا. [1] أدى ظهور الجيل التالي من طرق التسلسل إلى جعل استخراج الجينوم لـ RiPPs استراتيجية شائعة. [2] ويرجع ذلك جزئيًا إلى زيادة الاكتشاف وسهولة الهندسة المفترضة ، فإن استخدام RiPPs كأدوية آخذ في الازدياد. على الرغم من أنها ببتيدات ريبوزومية في الأصل ، يتم تصنيف RiPPs عادةً على أنها جزيئات صغيرة بدلاً من المواد البيولوجية نظرًا لخصائصها الكيميائية ، مثل الوزن الجزيئي المعتدل وكراهية الماء المرتفعة نسبيًا.

تتنوع الاستخدامات والأنشطة البيولوجية لـ RiPP.

تشمل RiPPs في الاستخدام التجاري nisin ، وهي مادة حافظة للأغذية ، و thiostrepton ، ومضاد حيوي بيطري موضعي ، و nosiheptide و duramycin ، وهي إضافات علفية للحيوانات. يستخدم Phalloidin وظيفي مع الفلوروفور في الفحص المجهري كصمة عار بسبب تقاربها العالي للأكتين. Anantin هو RiPP المستخدم في بيولوجيا الخلية كمثبط لمستقبلات الببتيد الأذيني الناتريوتريك. [3]

إن RiPP المشتق في التجارب السريرية هو LFF571. LFF571 ، مشتق من ثيوببتيد GE2270-A ، أكمل المرحلة الثانية من التجارب السريرية لعلاج المطثية العسيرة العدوى ، مع سلامة وفعالية مماثلة للفانكومايسين. [4] [5] في الآونة الأخيرة أيضًا في التجارب السريرية كان NVB302 (مشتق من المضاد الحيوي أكتاجاردين) والذي يستخدم لعلاج المطثية العسيرة عدوى. [6] أكمل دوراميسين المرحلة الثانية من التجارب السريرية لعلاج التليف الكيسي. [7]

تشمل RiPPs الأخرى النشطة بيولوجيًا المضادات الحيوية سيكلوثيازوميسين وبوترومايسين ، والمضادات الحيوية ذات الطيف الضيق جدًا بلانتازوليسين ، والسموم الخلوية الرضفة أ. ستربتوليسين S ، عامل الفوعة السام لـ الأبراج العقدية، هو أيضًا برنامج RiPP. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هرمون الغدة الدرقية البشري نفسه هو RiPP بسبب أصله التخليقي الحيوي مثل ثيروجلوبولين.

الأماتوكسينات والسموم القاتلة تحرير

أماتوكسين و السموم الفطرية عبارة عن منتجات طبيعية مكونة من 8 و 7 أعضاء ، على التوالي ، تتميز بدورة N-to-C بالإضافة إلى شكل التربتاثيونين المشتق من التشابك بين Cys و Trp. [8] [9] كما تختلف الأماتوكسينات والسموم القاتلة عن RiPPs الأخرى بناءً على وجود تسلسل التعرف على الطرف C بالإضافة إلى الببتيد القائد N-terminal. يحتوي α-Amanitin ، وهو أماتوكسين ، على عدد من التعديلات اللاحقة للترجمة بالإضافة إلى التدوير الكبير وتشكيل جسر التربتاثيونين: تؤدي أكسدة التربتاثيونين إلى وجود أكسيد السلف ، والعديد من الهيدروكسيلات تزين المنتج الطبيعي. بصفته أماتوكسين ، فإن α-amanitin هو مثبط لـ RNA polymerase II. [10]

تحرير Bottromycins

بوترومايسين تحتوي على ثيازول منزوع الكربوكسيل من الطرفي C بالإضافة إلى أمدين كبير الحلقات. [11]

يوجد حاليًا ستة مركبات بوترومايسين معروفة ، والتي تختلف في مدى مثيلة السلسلة الجانبية ، وهي خاصية إضافية لفئة البوترومايسين. كان التوليف الكلي للبوترومايسين A2 مطلوبًا لتحديد هيكل البوترومايسين الأول بشكل نهائي. [11]

حتى الآن ، تم تحديد مجموعات الجينات التي يُتوقع أن تنتج بوترومايسين في الجنس ستربتوميسيس. تختلف Bottromycins عن RiPPs الأخرى في عدم وجود ببتيد زعيم طرفي N. بدلاً من ذلك ، يحتوي الببتيد السلائف على امتداد C- طرفي من 35-37 من الأحماض الأمينية ، يُفترض أنه يعمل كتسلسل التعرف على آلية ما بعد الترجمة. [12]

تحرير سيانوباكتينز

سيانوباكتينز هي مستقلبات متنوعة من البكتيريا الزرقاء مع N-to-C macrocylization لسلسلة من 6-20 من الأحماض الأمينية. Cyanobactins عبارة عن منتجات طبيعية معزولة من البكتيريا الزرقاء ، ويعتقد أن ما يقرب من 30 ٪ من جميع سلالات البكتيريا الزرقاء تحتوي على مجموعات جينية من البكتيريا الزرقاء. [13] ومع ذلك ، بينما تُنسب جميع أنواع البكتيريا الزرقاء حتى الآن إلى البكتيريا الزرقاء ، هناك احتمال أن الكائنات الحية الأخرى يمكن أن تنتج منتجات طبيعية مماثلة.

يُشار إلى الببتيد السلائف لعائلة السيانوباكتين تقليديًا على أنه جين "E" ، في حين أن الببتيدات الأولية تسمى الجين "A" في معظم مجموعات الجينات RiPP. "A" هو بروتين سيرين يشارك في انقسام الببتيد القائد وما تلاه من تحلل كبير للمنتج الطبيعي الببتيد ، بالاشتراك مع متماثل إضافي للبروتياز السيرين ، المشفر بواسطة الجين "G". قد يتحمل أفراد عائلة السيانوباكتين الثيازولين / الأوكسازولين والثيازول / الأوكسازول والميثيلات اعتمادًا على إنزيمات التعديل الإضافية. على سبيل المثال ، ربما يكون السيانوباكتين الأكثر شهرة هو Patellamide A ، والذي يحتوي على اثنين من الثيازول ، ميثيلوكسازولين ، وأوكسازولين في حالته النهائية ، وهي دورة كبيرة مشتقة من 8 أحماض أمينية.

تحرير Lanthipeptides

لانثيبيبتيدات هي واحدة من أكثر عائلات RiPPs المدروسة جيدًا. تتميز العائلة بوجود مخلفات لانثيونين (Lan) و 3 ميثيلانثيونين (MeLan) في المنتج الطبيعي النهائي. هناك أربع فئات رئيسية من lanthipeptides ، التي تحددها الإنزيمات المسؤولة عن تركيب Lan و MeLan. يمكن أن يكون dehydratase و cyclase بروتينين منفصلين أو إنزيم واحد متعدد الوظائف. في السابق ، كانت الببتيدات اللانثيبيبتيد تُعرف باسم "الببتيدات اللانتيبودية" قبل التوصل إلى توافق في الآراء في هذا المجال. [1]

المضادات الحيوية هي ببتيدات لانثيبيبتيدات لها نشاط معروف كمضاد للميكروبات. العضو المؤسس لعائلة lanthipeptide ، nisin ، هو مضاد حيوي تم استخدامه لمنع نمو مسببات الأمراض التي تنتقل عن طريق الغذاء لأكثر من 40 عامًا. [14]

تحرير الببتيدات لاسو

لاسو الببتيدات هي ببتيدات قصيرة تحتوي على "حلقة" ماكرولاكتام ماكرولاكتام N- طرفي يتم من خلالها ربط "ذيل" خطي C- طرفي. [15] [16] وبسبب طوبولوجيا الحلقة الملولبة ، فإن هذه الببتيدات تشبه اللاسوس ، مما أدى إلى ظهور أسمائها. هم أعضاء في فئة أكبر من هياكل لاسو القائمة على الأحماض الأمينية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الببتيدات اللاسو هي بشكل رسمي روتاكسانات.

يمكن أن يتراوح طول "الحلقة" الطرفية N من 7 إلى 9 أحماض أمينية وتتكون من رابطة إيزوببتيد بين أمين طرف N للحمض الأميني الأول للببتيد وسلسلة جانبية كربوكسيلية لبقايا الأسبارتات أو الغلوتامات. يتراوح طول "الذيل" الطرفي C من 7 إلى 15 حمضًا أمينيًا. [15]

يكون أول حمض أميني لببتيدات اللاسو هو الجلايسين أو السيستين بشكل ثابت تقريبًا ، مع حدوث طفرات في هذا الموقع لا تتحملها الإنزيمات المعروفة. [16] وبالتالي ، فإن الأساليب القائمة على المعلوماتية الحيوية لاكتشاف الببتيد اللاسو قد استخدمت هذا كقيد. [15] ومع ذلك ، تم اكتشاف بعض ببتيدات اللاسو مؤخرًا والتي تحتوي أيضًا على السيرين أو الألانين كأول بقايا لها. [17]

يتم حبس خيوط ذيل اللاسو إما عن طريق روابط ثاني كبريتيد بين بقايا السيستين الحلقية والذيل (الفئة الأولى من ببتيدات لاسو) ، عن طريق التأثيرات الفراغية بسبب البقايا الضخمة على الذيل (الفئة الثانية من الببتيدات اللاسو) ، أو كليهما (ببتيدات لاسو من الفئة الثالثة) . [16] الهيكل المضغوط يجعل الببتيدات اللاسو مقاومة بشكل متكرر للبروتياز أو تتكشف حراريًا. [16]

تحرير الببتيدات التي تحتوي على الآزول الخطي

الآزول الخطي (في) الببتيدات المحتوية على البريد (LAPs) تحتوي على ثيازول وأوكسازول ، أو أشكالها المختصرة من الثيازولين والأوكسازولين. الثيازول (in) es هو نتيجة دوران مخلفات Cys في السلائف الببتيد ، بينما (methyl) oxazol (in) es تتشكل من Thr و Ser. يقوم تكوين الأزول والأزولين أيضًا بتعديل البقايا في الموضع -1 ، أو بشكل مباشر ج- نهائي إلى Cys أو Ser أو Thr. مطلوب ديهيدروجينيز في مجموعة الجينات LAP لأكسدة الأزولين إلى الأزولات.

بلانتازوليسين هو عبارة عن LAP مع دورة واسعة النطاق. مجموعتان من خمس دورات غير متجانسة تمنح المنتج الطبيعي صلابة هيكلية ونشاط مضاد للبكتيريا انتقائي بشكل غير عادي. [18] قد يكون Streptolysin S (SLS) هو LAP الأكثر دراسة والأكثر شهرة ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن التركيب لا يزال غير معروف منذ اكتشاف SLS في عام 1901. وهكذا ، في حين أن مجموعة الجينات التخليقية الحيوية تشير إلى أن SLS هو LAP ، هيكلية التأكيد غير موجود.

Microcins تحرير

ميكروسين هي جميع RiPPs التي تنتجها Enterobacteriaceae بوزن جزيئي & lt10 كيلو دالتون. العديد من أفراد عائلات RiPP الأخرى ، مثل microcin B17 (LAP) و microcin J25 (Lasso peptide) تعتبر أيضًا ميكروسينات.بدلاً من تصنيفها بناءً على تعديلات ما بعد الترجمة أو تعديل الإنزيمات ، يتم تحديد الميكروسينات بالوزن الجزيئي ، والمنتج الأصلي ، والنشاط المضاد للبكتيريا. Microcins إما مشفر بالبلازميد أو الكروموسوم ، ولكن على وجه التحديد له نشاط ضد Enerobacteriaceae. نظرًا لأن هذه الكائنات غالبًا ما تكون منتجة للميكروسينات ، فإن المجموعة الجينية لا تحتوي فقط على سلائف الببتيد والإنزيمات المعدلة ، ولكن أيضًا جين المناعة الذاتية لحماية السلالة المنتجة ، والجينات التي تشفر تصدير المنتج الطبيعي.

تمتلك Microcins نشاطًا حيويًا ضد البكتيريا سالبة الجرام ولكنها عادةً ما تظهر نشاطًا ضيقًا بسبب اختطاف مستقبلات معينة تشارك في نقل العناصر الغذائية الأساسية.

تحرير الثيوببتيدات

تم عزل معظم الثيوببتيدات المميزة من البكتيريا الشعاعية. [19] السمات الهيكلية العامة للدراجات الكبيرة الثيوببتيدية ، هي أحماض أمينية مجففة وحلقات ثيازول مكونة من سيرين / ثريونين مجففة ومخلفات سيستين مدورة ، على التوالي

يتم إغلاق الحلقة الكبيرة للثيوببتيد بحلقة حاملة للنيتروجين مكونة من ستة أعضاء. تحدد حالة الأكسدة ونمط الاستبدال للحلقة النيتروجينية سلسلة المنتج الطبيعي ثيوببتيد. [1] في حين أن آلية التدوير الكبير غير معروفة ، يمكن أن توجد الحلقة النيتروجينية في ثيوببتيدات مثل بيبيريدين ، ديهيدروبيريدين ، أو بيريدين مؤكسد بالكامل. بالإضافة إلى ذلك ، تحمل بعض الثيوببتيدات دورة كبيرة ثانية ، والتي تحمل حمض كينالديك أو بقايا حمض إندوليك مشتقة من التربتوفان. ربما أكثر الببتيد تميزًا ، وهو ثيوستربتون أ ، يحتوي على حلقة ديهيدروبيريدين وحلقة كبيرة ثانية تحتوي على حمض كينالديك. يتم تجفيف أربعة بقايا أثناء التعديل اللاحق للترجمة ، ويحمل المنتج الطبيعي النهائي أيضًا أربعة ثيازول وواحد أزولين.

تعديل RiPPs الأخرى

التحريض الذاتي الببتيدات تُستخدم (AIPs) وببتيدات استشعار النصاب كجزيئات للإشارة في عملية تسمى استشعار النصاب. تتميز AIPs بوجود إستر دوري أو thioester ، على عكس الببتيدات التنظيمية الأخرى الخطية. في مسببات الأمراض ، ترتبط AIPs المصدرة بالمستقبلات خارج الخلية التي تؤدي إلى إنتاج عوامل الفوعة. [20] في المكورات العنقودية الذهبية، يتم تصنيع AIPs حيويًا من سلائف الببتيد المكون من منطقة C-terminal الرائدة ، والمنطقة الأساسية ، ومنطقة الذيل سالبة الشحنة التي يتم قطعها ، جنبًا إلى جنب مع الببتيد القائد ، قبل تصدير AIP. [21]

الببتيدات الحلقية البكتيرية من الرأس إلى الذيل يشير حصريًا إلى الببتيدات المركبة من الريبوسوم مع 35-70 من الوحدات البنائية ورابط الببتيد بين N- و C-termini ، يشار إليها أحيانًا باسم البكتيريا، على الرغم من استخدام هذا المصطلح على نطاق أوسع. إن الطبيعة المميزة لهذه الفئة ليست فقط الحجم الكبير نسبيًا للمنتجات الطبيعية ولكن أيضًا الإنزيمات المعدلة المسؤولة عن التدوير الكبير. تمتلك RiPPs المدورة من N-to-C ، مثل cyanobactins و orbitides ، آلات تخليق حيوي متخصصة من أجل المعالجة الكبيرة للببتيدات الأساسية الأصغر بكثير. حتى الآن ، تم التعرف على هذه البكتيريا فقط في البكتيريا موجبة الجرام. تم عزل Enterocin AS-48 من المكورات المعوية ومثل البكتريوسينات الأخرى ، فهو مقاوم نسبيًا لدرجات الحرارة المرتفعة ، وتغيرات الأس الهيدروجيني ، والعديد من البروتياز كنتيجة للدوران الكبير. [22] استنادًا إلى هياكل المحلول ومحاذاة التسلسل ، يبدو أن البكتريوسينات تأخذ هياكل ثلاثية الأبعاد متشابهة على الرغم من القليل من تماثل التسلسل ، مما يساهم في الاستقرار ومقاومة التدهور.

كونوبيبتيدات وغيرها من ببتيدات التوكسوجلوسان هي مكونات سم القواقع البحرية المفترسة ، مثل القواقع المخروطية أو كونوس. [23] ببتيدات السم من القواقع المخروطية تكون بشكل عام أصغر من تلك الموجودة في سموم الحيوانات الأخرى (10-30 حمضًا أمينيًا مقابل 30-90 حمض أميني) وتحتوي على المزيد من روابط ثاني كبريتيد. [23] قد يحتوي نوع واحد على 50-200 ببتيد مشفر في جينومه ، ويمكن التعرف عليه من خلال تسلسل إشارة محفوظ جيدًا. [1]

السيكلوتيدات عبارة عن RiPPs مع دوران من الرأس إلى الذيل وثلاثة روابط ثاني كبريتيد محفوظة تشكل بنية معقودة تسمى نموذج عقدة السيستين الحلقية. [24] [25] لم يلاحظ أي تعديلات أخرى بعد الترجمة على السيكلوتيدات المميزة ، والتي يتراوح حجمها بين 28 - 37 حمض أميني. السيكلوتيدات هي منتجات طبيعية نباتية ويبدو أن السيكلوتيدات المختلفة خاصة بالأنواع. في حين تم الإبلاغ عن العديد من الأنشطة الخاصة بالسيكلوتيدات ، فقد تم الافتراض أن جميعها متحدون بآلية مشتركة للالتزام بغشاء الخلية وتعطيله. [26]

الجليكوسين هي مادة RiPPS عبارة عن ببتيدات مضادة للميكروبات غليكوزيلاتي. تم تمييز عضوين فقط بشكل كامل ، مما يجعل هذه فئة RiPP صغيرة. [27] [28] 168ـ الجراح و جليكوسين F كلاهما Cys-glycosylated ، بالإضافة إلى ذلك ، يحتويان على روابط ثاني كبريتيد بين بقايا Cys غير الجليكوزيلية. بينما يحمل كلا العضوين مجموعات S-glycosyl ، سيتم أيضًا تضمين RiPPs التي تحمل الكربوهيدرات المرتبطة بـ O- أو N في هذه العائلة عند اكتشافها.

ليناريدين تتميز بمخلفات أمينوفينيل سيستين C- الطرفية. في حين أن هذا التعديل اللاحق للترجمة يُرى أيضًا في البشرة اللانثي ببتيدات والمرسسيدين ، لا يحتوي ليناريدين على بقايا لان أو ميلان. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تشكيل جزء ليناريدين من تعديل اثنين من بقايا Cys ، في حين يتم تشكيل lanthipeptide aminovinyl cysteines من Cys و dehydroalanine (Dha). [29] أول ليناريدين تم تمييزه كان سيبيمايسين. [30]

ميكروفيريدين هي دورية ن- تراديكا - ورباعي ببتيدات مع روابط بيتا استر و / أو بيتا أميد. يشكل تكوين اللاكتون من خلال مجموعات الجلوتامات أو الأسبارتات الكربوكسي ومجموعة ليسين amino دورات كبيرة في المنتج الطبيعي النهائي.

المدارات هي عبارة عن ببتيدات مدورة مشتقة من نبات N إلى C بدون روابط ثاني كبريتيد. يشار إليها أيضًا باسم الببتيدات الحلقية الشبيهة بـ Caryophyllaceae ، [31] تتكون المدارات من 5-12 من الأحماض الأمينية في الطول وتتكون بشكل أساسي من بقايا كارهة للماء. على غرار amatoxins و phallotoxins ، تشير التسلسلات الجينية للمركبات المدارية إلى وجود تسلسل التعرف على الطرف C. في صنف بذور الكتان استخدام لينوم، تم العثور على سلائف الببتيد باستخدام بحث Blast الذي يحتمل أن يحتوي على خمسة ببتيدات أساسية مفصولة بتسلسلات التعرف المفترضة. [32]

بروتينات سميت باسم "بروتيوس" ، إله البحر المتغير الشكل اليوناني. حتى الآن ، يُطلق على الأعضاء المعروفين في عائلة البروتينات اسم polytheonamides. كان يُفترض في الأصل أنها منتجات طبيعية غير ربوسومية نظرًا لوجود العديد من الأحماض الأمينية D وغيرها من الأحماض الأمينية غير البروتينية. ومع ذلك ، كشفت دراسة ميتاجينومية أن المنتجات الطبيعية هي أكثر فئة معدلة على نطاق واسع من RiPPs المعروفة حتى الآن. [33] ستة إنزيمات مسؤولة عن تثبيت ما مجموعه 48 تعديلًا لما بعد الترجمة على الببتيدات السليفة من مادة البوليثيوناميد A و B ، بما في ذلك 18 عملية إزالة. تعد Polytheonamides كبيرة بشكل استثنائي ، حيث يمكن لجزيء واحد أن يمتد عبر غشاء الخلية وتشكيل قناة أيونية. [34] [35]

Sactipeptides تحتوي على روابط جزيئية بين كبريت مخلفات Cys و α-carbon لبقايا أخرى في الببتيد. عدد من الببتيدات غير الصبغي يحمل نفس التعديل. في عام 2003 ، تم الإبلاغ عن أول RiPP مع ارتباط الكبريت بكربون ألفا عندما تم الإبلاغ عن هيكل سبتيلوزين أ تم تحديده باستخدام الوسائط المخصبة بالنظائر والتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي. [36] في حالة subtilosin A ، المعزول عن Bacillus subtilis 168 ، فإن الروابط المتقاطعة Cα بين Cys4 و Phe31 و Cys7 و Thr28 و Cys13 و Phe22 ليست التعديلات الوحيدة اللاحقة للترجمة ، حيث يشكل الطرفان C و N رابطًا أميدًا ، مما يؤدي إلى بنية دائرية مقيدة شكليًا بواسطة روابط Cα. يشار عادةً إلى Sactipeptides ذات النشاط المضاد للميكروبات باسم sactibiotics (سكبريت أlpha-جأربونtibiotic). [37]

تتميز RiPPs باستراتيجية التخليق الحيوي الشائعة حيث تخضع الببتيدات المشفرة وراثيًا للترجمة وتعديل كيميائي لاحق بواسطة إنزيمات التخليق الحيوي.

الميزات المشتركة تحرير

يتم تصنيع جميع RiPPs أولاً في الريبوسوم كملف السلائف الببتيد. يتكون هذا الببتيد من أ الببتيد الأساسي المقطع الذي يسبقه عادةً (ويتبعه أحيانًا) أ زعيم الببتيد الجزء وعادة

20-110 بقايا طويلة. عادة ما يكون الببتيد القائد مهمًا لتمكين المعالجة الأنزيمية للببتيد السلائف من خلال المساعدة في التعرف على الببتيد الأساسي بواسطة الإنزيمات التخليقية الحيوية وللتصدير الخلوي. تحتوي بعض RiPPs أيضًا على ملف تسلسل التعرف C- الطرفية إلى الببتيد الأساسي تشارك في الختان والدوران. بالإضافة إلى ذلك ، قد تحتوي RiPPs حقيقية النواة على الإشارة جزء من السلائف الببتيد الذي يساعد على توجيه الببتيد إلى الأجزاء الخلوية. [1]

أثناء التخليق الحيوي لـ RiPP ، يكون الببتيد السلائف غير المعدل (يحتوي على الببتيد الأساسي غير المعدل ، UCP) يتم التعرف عليه وتعديله كيميائيًا بالتتابع بواسطة إنزيمات التخليق الحيوي (PRPS). من أمثلة التعديلات: الجفاف (أي الببتيدات اللانثيبتيدات ، الثيوببتيدات) ، الجفاف الحلقي (مثل الثيوببتيدات) ، التحلل الأولي (أي السيانوباكتين) ، والدورة (أي الببتيدات اللاسو) ، من بين أمور أخرى. الببتيد الناتج المعدل الناتج (يحتوي على أ تعديل الببتيد الأساسي ، MCP) ثم يخضع لتحلل البروتين ، حيث تتم إزالة المناطق غير الأساسية من الببتيد السلائف. ينتج عن هذا ناضج RiPP. [1]

تحرير التسمية

الأوراق المنشورة قبل إجماع المجتمع الأخير [1] تستخدم مجموعات مختلفة من التسميات. ال السلائف الببتيد تمت الإشارة إليه سابقًا باسم ببتيد, بريبروببتيد، أو الببتيد الهيكلي. ال زعيم الببتيد تمت الإشارة إليه باسم أ بروبيبتيد, الموالية للمنطقة، أو المنطقة المتداخلة. الشروط التاريخية البديلة لـ الببتيد الأساسي متضمن بروبيبتيد, الببتيد الهيكلي، و منطقة السم (على وجه التحديد كونوببتيدات). [1]

الميزات الخاصة بالعائلة تحرير

تحرير Lanthipeptides

تتميز Lanthipeptides بوجود بقايا لانثيونين (Lan) و 3 ميثيلانثيونين (MeLan). تتشكل بقايا LAN من جسر thioether بين Cys و Ser ، بينما تتشكل بقايا MeLan من ارتباط Cys ببقايا Thr. تعمل الإنزيمات التخليقية الحيوية المسؤولة عن تركيب Lan و MeLan أولاً على تجفيف Ser و Thr إلى dehydroalanine (Dha) و dehydrobutyrine (Dhb) ، على التوالي. يحدث الترابط المتشابك للثيوثير اللاحق من خلال إضافة من نوع مايكل بواسطة Cys على Dha أو Dhb. [38]

تم تحديد أربع فئات من إنزيمات التخليق الحيوي لانثيبيبتيد. [39] تحتوي الببتيدات اللانثيبتيدات من الفئة الأولى على نازعات لانثي ببتيد مخصصة ، تسمى إنزيمات LanB ، على الرغم من استخدام تسميات أكثر تحديدًا لببتيدات لانثيبيبتيدات معينة (على سبيل المثال NisB هو نازين ديهيدراتاز). إن cyclase المنفصل ، LanC ، مسؤول عن الخطوة الثانية في التخليق الحيوي Lan و MeLan. ومع ذلك ، فإن الببتيدات اللانثيونينية من الصنف الثاني والثالث والرابع لها تركيبات لانثيونين ثنائية الوظيفة في مجموعاتها الجينية ، مما يعني أن إنزيمًا واحدًا ينفذ كلاً من خطوات الجفاف والدوران. تحتوي التركيبات من الفئة الثانية ، التركيبات المحددة من LanM ، على مجالات تجفيف طرفي N مع عدم وجود تماثل متسلسل مع الإنزيمات التخليقية الحيوية للببتيد اللانثي ، حيث يحتوي مجال cyclase على تماثل مع LanC. تحتوي إنزيمات الفئة III (LanKC) و IV (LanL) على مجالات لياز N-terminal متشابهة ونطاقات كيناز مركزية ، ولكنها تتباعد في مجالات C-terminal cyclization: مجال LanL cyclase متماثل مع LanC ، لكن إنزيمات الفئة III تفتقر إلى ارتباط Zn-ligand المجالات. [40]

تحرير الببتيدات التي تحتوي على الآزول الخطي

السمة المميزة للتخليق الحيوي للببتيد الخطي المحتوي على الآزول (LAP) هو تكوين دورات غير متجانسة من أزول (في) ه من الأحماض الأمينية المحبة للنووية مثل سيرين أو ثريونين أو سيستين. [1] [41] يتم تحقيق ذلك من خلال ثلاثة إنزيمات يشار إليها باسم البروتينات B و C و D ، ويشار إلى الببتيد الأولي باسم البروتين A ، كما هو الحال في الفئات الأخرى. [1]

يشارك بروتين C بشكل أساسي في التعرف على الببتيد الرئيسي وربطه ويطلق عليه أحيانًا بروتين السقالات. بروتين D هو عبارة عن مركب حلقي هيدروليكي معتمد على ATP والذي يحفز تفاعل التجفيف الحلقي ، مما يؤدي إلى تكوين حلقة أزولين. يحدث هذا عن طريق التنشيط المباشر لكربونيل العمود الفقري من الأميد مع ATP ، مما يؤدي إلى استهلاك ATP المتكافئ. [42] تتواجد بروتينات C و D أحيانًا كبروتين منفرد مدمج ، كما هو الحال في التخليق الحيوي لـ trunkamide. البروتين B هو نازع هيدروجين معتمد على الفلافين (FMN) والذي يؤكسد بعض حلقات الآزولين إلى أزولات.

يشار إلى بروتين ب عادة باسم نازعة الهيدروجين تشكل البروتينات C و D معًا سيكلوديهيدراتاز، على الرغم من أن البروتين D وحده يؤدي تفاعل الجفاف الحلقي. اعتمد العمل المبكر على microcin B17 تسمية مختلفة لهذه البروتينات ، ولكن تم اعتماد إجماع حديث من قبل المجال كما هو موضح أعلاه. [1]

تحرير سيانوباكتينز

يتطلب التخليق الحيوي للسيانوباكتين انقسامًا بروتينيًا لكل من الأجزاء الطرفية N و C من الببتيد السلائف. وبالتالي فإن تحديد البروتينات هي البروتياز N- محطة، يشار إليه بالبروتين A ، و a البروتياز C- محطة، المشار إليه باسم بروتين جي. البروتين G مسؤول أيضًا عن التدهور الكبير.

بالنسبة للسيانوباكتين ، يُشار إلى السلائف الببتيد باسم E peptide. [1] الحد الأدنى ، يتطلب الببتيد E منطقة ببتيد رائدة ، ومنطقة أساسية (بنيوية) ، ومتواليات التعرف على البروتياز N-terminal و C- الطرفية. على عكس معظم RiPPs ، حيث يشفر الببتيد السلائف الفردي منتجًا طبيعيًا واحدًا عبر ببتيد وحيد النواة ، يمكن أن تحتوي ببتيدات السيانوباكتين E على مناطق أساسية متعددة يمكن أن توجد ببتيدات E متعددة في مجموعة جينية واحدة. [1] [43]

يخضع العديد من السيانوباكتين أيضًا لعملية التبدُّل غير المتجانسة بواسطة أ غير المتجانسة (يشار إليه باسم بروتين D) ، وتركيب شقوق أوكسازولين أو ثيازولين من بقايا Ser / Thr / Cys قبل عمل البروتياز A و G. [1] إن الهيتروسكلاز هو متماثل YcaO المعتمد على ATP والذي يتصرف كيميائيًا حيويًا بنفس الطريقة التي يتصرف بها cyclodehydratases في مجال YcaO في thiopeptide و azol الخطي (في) التخليق الحيوي للببتيد (LAP) المحتوي على e (الموصوف أعلاه).

التعديل الشائع هو prenylation لمجموعات الهيدروكسيل بواسطة بروتين F. برينيل ترانسفيراز. يمكن أيضًا أكسدة الدورات غير المتجانسة للأزولين إلى الأزولات بواسطة مجال أوكسيديز الموجود على بروتين G. من غير المعتاد بالنسبة للببتيدات الريبوسومية ، يمكن أن تحتوي السيانوباكتين على الأحماض الأمينية D التي يمكن أن تحدث بالقرب من بقايا الآزول أو الآزولين. [1] وظائف بعض البروتينات الموجودة بشكل شائع في مجموعات جينات السيانوباكتين التخليقية الحيوية ، وهي بروتينات B و C ، غير معروفة.

تحرير الثيوببتيدات

يتضمن التخليق الحيوي للثيوببتيد تعديلًا واسعًا بشكل خاص لسقالة الببتيد الأساسية. في الواقع ، نظرًا للتركيبات شديدة التعقيد للثيوببتيدات ، كان يُعتقد عمومًا أن هذه المنتجات الطبيعية هي ببتيدات غير صبغيّة. جاء التعرف على الأصل الريبوزومي لهذه الجزيئات في عام 2009 مع الاكتشاف المستقل لمجموعات الجينات لعدة ثيوببتيدات. [1] [44] [45] [46] [47]

تتبع التسمية القياسية لبروتينات التخليق الحيوي للثيوببتيد تلك الخاصة بمجموعة جينات الثيوموراسين. [1] [46] بالإضافة إلى السلائف الببتيد ، والمشار إليه باسم الببتيد A ، يتطلب التخليق الحيوي للثيوببتيد ستة جينات على الأقل. وتشمل هذه الشبيهة بالببتيد اللانثي ديهيدراتاس، المعينة ببروتينات B و C ، التي تثبت شقوق dehydroalanine و dehydrobutyrine عن طريق تجفيف بقايا السلائف Ser / Thr. يتأثر تخليق الآزول والأزولين بواسطة بروتين E ، وهو نازعة الهيدروجين، والبروتين G ، و سيكلوديهيدراتاز. يتم تثبيت الدورة غير المتجانسة المحتوية على النيتروجين بواسطة بروتين D انكسار عن طريق [4 + 2] cycloaddition المفترض لشقوق dehydroalanine لتشكيل الدورة الكلية المميزة. [48] ​​البروتين F هو المسؤول عن ارتباط الببتيد القائد. [49]

يتشابه التخليق الحيوي للثيوببتيد من الناحية الكيميائية مع تلك الموجودة في السيانوباكتين ، والببتيدات اللانثيبتيد ، والببتيدات الخطية (في) الببتيدات المحتوية على البريد (LAPs). كما هو الحال مع السيانوباكتين و LAPs ، يحدث تخليق الأزول والأزولين من خلال عمل سيكلوديهيدراتاز المجال المعتمد على ATP. على عكس LAPs ، حيث يحدث الجفاف الحلقي عن طريق عمل اثنين من البروتينات المتميزة المسؤولة عن الارتباط الببتيد الرئيسي والحفز الهيدروليكي الحلقي ، يتم دمجها في بروتين واحد (بروتين G) في تخليق السيانوباكتين والثيوببتيد الحيوي. [1] ومع ذلك ، في الثيوببتيدات ، هناك بروتين إضافي محدد بـ بروتين شبيه بـ Ocin-ThiF (بروتين F) ضروري للتعرف على الببتيد الرائد وربما تجنيد إنزيمات التخليق الحيوي الأخرى. [49]

تحرير الببتيدات لاسو

يتطلب التخليق الحيوي لببتيد اللاسو ثلاثة جينات على الأقل ، يشار إليها باسم بروتينات A و B و C. [1] [15] الجين A يشفر الببتيد السلائف ، والذي يتم تعديله بواسطة البروتينات B و C إلى منتج طبيعي ناضج. البروتين B هو بروتياز السيستين المعتمد على ثلاثي فوسفات الأدينوزين الذي يشق المنطقة الرئيسية من الببتيد السلائف. يُظهر بروتين C التماثل مع مركب الأسباراجين ويُعتقد أنه ينشط السلسلة الجانبية لحمض الكربوكسيل من الغلوتامات أو بقايا الأسبارتات عبر adenylylation. يتفاعل أمين N-terminal الذي يتكون من البروتين B (البروتياز) بعد ذلك مع هذه السلسلة الجانبية النشطة لتكوين رابطة الأيزوببتيد المكونة للدورة الكبيرة. تظل الخطوات الدقيقة ووسطاء التفاعل في التخليق الحيوي للببتيد اللاسو غير معروف بسبب الصعوبات التجريبية المرتبطة بالبروتينات. [15] بشكل عام ، يشار إلى البروتين ب باسم البروتياز اللاسو، ويشار إلى البروتين C باسم لاسو سيكلاز.

تتطلب بعض مجموعات الجينات التخليقية الحيوية للببتيد اللاسو أيضًا بروتينًا إضافيًا غير معروف الوظيفة للتخليق الحيوي. بالإضافة إلى ذلك ، عادةً ما تشتمل مجموعات جينات ببتيد اللاسو على ناقل ABC (بروتين D) أو إيزوبيبتيداز ، على الرغم من أنها ليست مطلوبة بشكل صارم من أجل التخليق الحيوي لببتيد اللاسو وغالبًا ما تكون غائبة. [15] لا توجد بنية بلورية للأشعة السينية معروفة حتى الآن بوجود أي بروتين حيوي لببتيد اللاسو.

يعد التخليق الحيوي لببتيدات اللاسو مثيرًا للاهتمام بشكل خاص بسبب عدم إمكانية الوصول إلى طوبولوجيا الخيوط اللاسو إلى تخليق الببتيد الكيميائي.


محتويات

الوظيفة الطبيعية لـ Aβ ليست مفهومة جيدًا.[7] على الرغم من أن بعض الدراسات التي أجريت على الحيوانات أظهرت أن غياب Aβ لا يؤدي إلى أي فقدان واضح للوظيفة الفسيولوجية ، [8] [9] تم اكتشاف العديد من الأنشطة المحتملة لـ Aβ ، بما في ذلك تنشيط إنزيمات كيناز ، [10] [ 11] الحماية من الإجهاد التأكسدي ، [12] [13] تنظيم نقل الكوليسترول ، [14] [15] يعمل كعامل نسخ ، [16] [17] ونشاط مضاد للميكروبات (يحتمل أن يكون مرتبطًا بنشاط Aβ المؤيد للالتهابات ). [18] [19] [20]

يقوم الجهاز الجليمفاوي بإزالة الفضلات الأيضية من دماغ الثدييات ، وعلى وجه الخصوص أميلويد بيتا. [21] في الواقع ، تم ربط عدد من البروتياز من قبل كل من الدراسات الجينية والكيميائية الحيوية على أنها مسؤولة عن التعرف على أميلويد بيتا وتحللها ، بما في ذلك إنزيم الأنسولين المهين. [22] ووجود البروتياز المسبق [23] يزداد معدل الإزالة بشكل ملحوظ أثناء النوم. [24] ومع ذلك ، فإن أهمية الجهاز اللمفاوي في تصفية Aβ في مرض الزهايمر غير معروفة. [25]

Aβ هو المكون الرئيسي لصفائح الأميلويد ، وهي رواسب خارج الخلية توجد في أدمغة الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر. [26] يمكن أن يشكل Aβ أيضًا الترسبات التي تبطن الأوعية الدموية الدماغية في اعتلال الأوعية الدموية النشواني الدماغي. تتكون اللويحات من مجموعة متشابكة من أوليغومرات Aβ [27] وترتيبها بانتظام تجمعات تسمى ألياف الأميلويد [28] ، وهي طية بروتينية مشتركة بين الببتيدات الأخرى مثل البريونات المرتبطة بأمراض اختلال البروتين.

تعديل مرض الزهايمر

تشير الأبحاث إلى أن الأشكال قليلة القسيمات القابلة للذوبان من الببتيد قد تكون عوامل مسببة في تطور مرض الزهايمر. [29] [30] من المعتقد بشكل عام أن أوليغومرات Aβ هي الأكثر سمية. [31] تفترض فرضية القناة الأيونية أن قلة قليلة الذوبان من قنوات أيونات غشائية قابلة للذوبان وغير ليفية تسمح بتدفق الكالسيوم غير المنظم إلى الخلايا العصبية [32] التي تكمن وراء خلل استتباب أيون الكالسيوم وموت الخلايا المبرمج في مرض الزهايمر. [33] [34] أثبتت الدراسات الحسابية أن ببتيدات Aβ المدمجة في الغشاء كمونومرات ذات تكوين حلزوني سائد ، يمكنها أن تتقلص إلى قلة القلة [35] وتشكل في النهاية قنوات يرتبط استقرارها وتشكلها بحساسية مع وجود الكوليسترول وترتيبه. [36] يدعم عدد من الدراسات الجينية وبيولوجيا الخلية والكيمياء الحيوية والحيوانية مفهوم أن Aβ يلعب دورًا رئيسيًا في تطوير علم أمراض الزهايمر. [37] [38]

يرتفع مستوى الدماغ Aβ في الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر المتقطع. Aβ هو المكون الرئيسي لأميلويد متني الدماغ والأوعية الدموية وهو يساهم في آفات الأوعية الدموية الدماغية وهو سام للأعصاب. [37] [38] [39] [40] لم يتم حل كيف يتراكم Aβ في الجهاز العصبي المركزي وبالتالي يبدأ مرض الخلايا. وجد بعض الباحثين أن أوليغومرات Aβ تحفز بعض أعراض مرض الزهايمر من خلال التنافس مع الأنسولين على مواقع الارتباط على مستقبلات الأنسولين ، مما يضعف استقلاب الجلوكوز في الدماغ. [41] تم تركيز جهود كبيرة على الآليات المسؤولة عن إنتاج Aβ ، بما في ذلك الإنزيمات المحللة للبروتين جاما وبيتا إفرازات التي تولد Aβ من البروتين السلائف ، APP (بروتين سلائف الأميلويد). [42] [43] [44] [45] يدور Aβ في البلازما والسائل النخاعي (CSF) والسائل الخلالي للدماغ (ISF) بشكل أساسي على شكل Aβ40 قابل للذوبان [37] [46] تحتوي لويحات الأميلويد على كل من Aβ40 و Aβ42 ، [47] بينما الأميلويد الوعائي هو في الغالب الأقصر Aβ40. تم العثور على عدة متواليات من Aβ في كلا الآفتين. [48] ​​[49] [50] قد يحدث توليد Aβ في الجهاز العصبي المركزي في الأغشية العصبية المحورية بعد نقل محور عصبي بوساطة APP لـ β-secretase و presenilin-1. [51]

الزيادات في مستويات Aβ الكلية أو التركيز النسبي لكل من Aβ40 و Aβ42 (حيث يكون الأول أكثر تركيزًا في اللويحات الدماغية والأخيرة في لويحات عصبية) [52] قد تورط في التسبب في كل من مرض الزهايمر العائلي والمتقطع. نظرًا لطبيعته الأكثر كارهة للماء ، فإن Aβ42 هو أكثر أشكال الببتيد تولد الأميلويد. ومع ذلك ، يُعرف التسلسل المركزي KLVFFAE بتكوين الأميلويد بمفرده ، وربما يشكل جوهر الألياف. [ بحاجة لمصدر ] ربطت إحدى الدراسات أيضًا مستويات Aβ42 في الدماغ ليس فقط مع ظهور مرض الزهايمر ، ولكن أيضًا خفض ضغط السائل النخاعي ، مما يشير إلى أن تراكم أو عدم القدرة على إزالة شظايا Aβ42 قد يلعب دورًا في علم الأمراض. [53]

إن "فرضية الأميلويد" ، القائلة بأن اللويحات هي المسؤولة عن أمراض مرض الزهايمر ، مقبولة من قبل غالبية الباحثين ولكنها لم تثبت بشكل قاطع. الفرضية البديلة هي أن أوليغومرات الأميلويد وليس اللويحات هي المسؤولة عن المرض. [31] [54] الفئران المعدلة وراثيا للتعبير عن قليل القسيمات ولكن ليس لويحات (APP E693Q) تتطور إلى المرض. علاوة على ذلك ، فإن الفئران التي تم تصميمها بالإضافة إلى ذلك لتحويل أوليغومرات إلى لويحات (APP E693Q X PS1ΔE9) ، ليست أكثر ضعفًا من الفئران قليلة القوام فقط. [55] تظهر أيضًا رواسب داخل الخلايا من بروتين تاو في المرض ، ويمكن أيضًا أن تكون متورطة ، مثل تراكم ألفا سينوكلين.

تحرير السرطان

في حين أن Aβ متورط في تطور السرطان ، مما دفع الدراسات حول مجموعة متنوعة من السرطانات لتوضيح طبيعة آثاره المحتملة ، فإن النتائج غير حاسمة إلى حد كبير. تم تقييم مستويات Aβ فيما يتعلق بعدد من السرطانات ، بما في ذلك المريء والقولون والمستقيم والرئة والكبد ، استجابة للانخفاضات الملحوظة في خطر الإصابة بمرض الزهايمر لدى الناجين من هذه السرطانات. ثبت أن جميع السرطانات مرتبطة بشكل إيجابي بمستويات Aβ المتزايدة ، وخاصة السرطانات الكبدية. [56] ومع ذلك ، لم يتم تحديد اتجاه الارتباط هذا بعد. أظهرت الدراسات التي تركز على خطوط خلايا سرطان الثدي البشرية أيضًا أن هذه الخلايا السرطانية تظهر مستوى متزايدًا من التعبير عن بروتين طليعة الأميلويد. [57]

تحرير متلازمة داون

يعاني البالغون المصابون بمتلازمة داون من تراكم الأميلويد مع وجود دليل على الإصابة بمرض الزهايمر ، بما في ذلك انخفاض الأداء الإدراكي والذاكرة والحركات الحركية الدقيقة والوظائف التنفيذية والمهارات البصرية المكانية. [58]

يتكون Aβ بعد الانقسام المتسلسل لبروتين طليعة الأميلويد (APP) ، وهو بروتين سكري عبر الغشاء ذو ​​وظيفة غير محددة. يمكن شق APP بواسطة الإنزيمات المحللة للبروتين α- و β- و-secretase يتم إنشاء بروتين Aβ عن طريق العمل المتتالي لـ β و secretases. ينقسم γ secretase ، الذي ينتج الطرف C من ببتيد Aβ ، داخل منطقة الغشاء لـ APP ويمكن أن يولد عددًا من الأشكال الإسوية من 30-51 من بقايا الأحماض الأمينية في الطول. [59] أكثر الأشكال الإسوية شيوعًا هي Aβ40 و Aβ42 عادة ما يتم إنتاج الشكل الأطول عن طريق الانقسام الذي يحدث في الشبكة الإندوبلازمية ، بينما يتم إنتاج الشكل الأقصر عن طريق الانقسام في شبكة عبر جولجي. [60]

الطفرات الجسدية السائدة في APP تسبب مرض الزهايمر الوراثي المبكر (الوراثي العائلي ، fAD). لا يمثل هذا النوع من مرض الزهايمر أكثر من 10 ٪ من جميع الحالات ، والغالبية العظمى من مرض الزهايمر لا يصاحبها مثل هذه الطفرات. [61] ومع ذلك ، من المحتمل أن ينتج مرض الزهايمر العائلي عن المعالجة المحللة للبروتين المتغيرة. يتضح هذا من خلال حقيقة أن العديد من الطفرات التي تؤدي إلى fAD تحدث بالقرب من مواقع انقسام γ-secretase على APP. [62] واحدة من أكثر الطفرات شيوعًا المسببة للاضطراب الفطري ، وهي طفرة لندن ، تحدث في كودون 717 من جين APP ، [63] [64] وينتج عن استبدال حمض أميني فالين إلى إيزوليوسين. أظهر التحليل الكيميائي للنسيج لطفرة APP V717I وجود أمراض واسعة النطاق من Aβ في جميع أنحاء المحور العصبي بالإضافة إلى اعتلال الأوعية الدموية الدماغي واسع الانتشار (CAA). [65]

يقع الجين الخاص ببروتين طليعة الأميلويد في الكروموسوم 21 ، وبالتالي يعاني الأشخاص المصابون بمتلازمة داون من نسبة عالية جدًا من الإصابة بمرض الزهايمر. [66]

يُعتقد عمومًا أن الأميلويد بيتا غير منظم جوهريًا ، مما يعني أنه في المحلول لا يكتسب طية ثلاثية فريدة ولكنه يملأ مجموعة من الهياكل. على هذا النحو ، لا يمكن بلورته ومعظم المعرفة الهيكلية عن الأميلويد بيتا تأتي من الرنين المغناطيسي النووي والديناميات الجزيئية. تُظهر النماذج المبكرة المشتقة من الرنين المغناطيسي النووي لبولي ببتيد 26-aminoacid من بيتا أميلويد (Aβ 10-35) بنية ملف منهارة خالية من محتوى هيكل ثانوي مهم. [67] ومع ذلك ، فإن أحدث هيكل (2012) للرنين المغناطيسي النووي (Aβ 1-40) له بنية ثانوية وثالثية مهمة. [1] اقترحت دراسات الديناميكيات الجزيئية لتبادل النسخ المتماثلة أن الأميلويد بيتا يمكنه بالفعل ملء حالات هيكلية متعددة منفصلة [68] وقد حددت الدراسات الحديثة تعدد مجموعات التوافقية المنفصلة عن طريق التحليل الإحصائي. [69] من خلال عمليات المحاكاة الموجهة بالرنين المغناطيسي النووي ، يبدو أن أميلويد بيتا 1-40 وبيتا أميلويد 1-42 يتميزان أيضًا بحالات توافق مختلفة للغاية ، [70] مع كون الطرف C من أميلويد بيتا 1-42 أكثر تنظيماً من تلك الموجودة في 1-40 شظية.

سمحت ظروف درجات الحرارة المنخفضة والملوحة المنخفضة بعزل أوليغومرات خماسية الشكل على شكل قرص خالي من بنية بيتا. [71] على النقيض من ذلك ، يبدو أن الأوليغومرات القابلة للذوبان المحضرة في وجود المنظفات تتميز بمحتوى كبير من صفائح بيتا ذات خصائص مختلطة متوازية ومضادة للتوازي ، تختلف عن الألياف. القلة. [73]

تتضمن الآليات المقترحة التي قد يتسبب فيها الأميلويد بيتا في إتلاف الخلايا العصبية وتسببها في موت الخلايا العصبية ، بما في ذلك إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية أثناء عملية التجميع الذاتي لها. عندما يحدث هذا على غشاء الخلايا العصبية في المختبر ، فإنه يتسبب في أكسدة الدهون وتوليد ألدهيد سام يسمى 4-hydroxynonenal والذي بدوره يضعف وظيفة ATPases ذات الحركة الأيونية وناقلات الجلوكوز وناقلات الغلوتامات. نتيجة لذلك ، يعزز الأميلويد بيتا إزالة الاستقطاب من الغشاء المشبكي ، وتدفق الكالسيوم المفرط وضعف الميتوكوندريا. [74] تجمعات ببتيد أميلويد بيتا تعطل الأغشية في المختبر. [75]

حدد الباحثون في مرض الزهايمر عدة استراتيجيات كتدخلات محتملة ضد الأميلويد: [76]

    مثبطات. تعمل هذه على منع الانقسام الأول لـ APP داخل الخلية ، في الشبكة الإندوبلازمية. مثبطات (مثل ز. semagacestat). هذه تعمل على منع الانقسام الثاني لـ APP في غشاء الخلية ومن ثم توقف التكوين اللاحق لـ Aβ وشظاياها السامة.
  • انتقائي Aβ42 عوامل التخفيض (مثل تارينفلوربيل). هذه تعدل γ-secretase لتقليل Aβ42 الإنتاج لصالح إصدارات Aβ الأخرى (الأقصر).

β- و γ-secretase هما المسؤولان عن توليد Aβ من إطلاق المجال داخل الخلايا لـ APP ، مما يعني أن المركبات التي يمكن أن تثبط جزئيًا نشاط β- و-secretase مطلوبة بشدة. من أجل الشروع في تثبيط جزئي لـ β- و-secretase ، هناك حاجة لمركب يمكنه سد الموقع النشط الكبير لبروتياز الأسبارتيل بينما يظل قادرًا على تجاوز الحاجز الدموي الدماغي. حتى الآن ، تم تجنب الاختبار البشري بسبب القلق من أنه قد يتداخل مع الإشارات عبر بروتينات Notch ومستقبلات سطح الخلية الأخرى. [ بحاجة لمصدر ]

    . هذا يحفز الجهاز المناعي المضيف للتعرف على Aβ ومهاجمته ، أو توفير أجسام مضادة تمنع ترسب اللويحات أو تعزز إزالة اللويحات أو oligomers Aβ. قلة القلة هي عملية كيميائية تحول الجزيئات الفردية إلى سلسلة تتكون من عدد محدود من الجزيئات. تم تمثيل الوقاية من قلة قلة Aβ بالتحصين النشط أو السلبي Aβ. في هذه العملية ، تُستخدم الأجسام المضادة لـ Aβ لتقليل مستويات اللويحات الدماغية. يتم تحقيق ذلك من خلال تعزيز إزالة الخلايا الدبقية الصغيرة و / أو إعادة توزيع الببتيد من الدماغ إلى الدورة الدموية الجهازية. تشمل الأجسام المضادة التي تستهدف Aβ والتي تخضع حاليًا للتجارب السريرية ، aducanumab و bapineuzumab و crenezumab و gantenerumab و solanezumab. [77] [78] تشمل لقاحات أميلويد بيتا التي تخضع حاليًا للتجارب السريرية CAD106 و UB-311. [77] ومع ذلك ، فقد أثارت مراجعات الأدبيات أسئلة حول الفعالية الكلية للعلاج المناعي. أظهرت إحدى الدراسات التي قيّمت عشرة أجسام مضادة لـ Ab42 الحد الأدنى من الحماية المعرفية والنتائج في كل تجربة ، حيث تقدمت الأعراض بعيدًا جدًا بحلول وقت التطبيق لتكون مفيدة. لا يزال هناك حاجة إلى مزيد من التطوير للتطبيق على أولئك الذين يعانون من أعراض

لتقييم فعاليتها في وقت مبكر من تطور المرض. [79]

  • عوامل مضادة للتجمع [80] مثل الأبومورفين أو الكاربينوكسولون. يشيع استخدام هذا الأخير كعلاج للقرحة الهضمية ، ولكنه يعرض أيضًا خصائص حماية الأعصاب ، والتي تظهر لتحسين الوظائف المعرفية مثل الطلاقة اللفظية وتقوية الذاكرة. من خلال الارتباط بدرجة عالية مع شظايا Aβ42 ، بشكل أساسي عن طريق الرابطة الهيدروجينية ، يلتقط الكاربينوكسولون الببتيدات قبل أن تتجمع معًا ، مما يجعلها خاملة ، بالإضافة إلى زعزعة استقرار تلك الركام المتكونة بالفعل ، مما يساعد على إزالتها. [81] هذه آلية شائعة لعمل العوامل المضادة للتجمع بشكل عام. [82]
  • دراسات تقارن التركيبي إلى المؤتلف Aβ42 في المقايسات ، أظهر قياس معدل الرجفان وتجانس الليف والسمية الخلوية أن المؤتلف Aβ42 كان معدل الرجفان أسرع وسمية أكبر من أميلويد بيتا الاصطناعي 1-42 الببتيد. [83] [84]
  • أدى تعديل توازن الكوليسترول إلى نتائج تظهر أن الاستخدام المزمن لأدوية خفض الكوليسترول ، مثل الستاتين ، يرتبط بانخفاض معدل الإصابة بمرض الزهايمر. في الفئران المعدلة وراثيًا APP ، ثبت أن الأدوية الخافضة للكوليسترول تقلل من علم الأمراض بشكل عام. في حين أن الآلية غير مفهومة جيدًا ، يبدو أن أدوية خفض الكوليسترول لها تأثير مباشر على معالجة APP. [85] [86] هو دواء لعلاج مرض الزهايمر وقد حصل على موافقة واسعة النطاق. وهو مانع قناة N-methyl-D-aspartate (NMDA) غير تنافسي. من خلال الارتباط بمستقبل NMDA مع تقارب أعلى من أيونات Mg2 + ، يكون ميمانتين قادرًا على تثبيط التدفق المطول لأيونات Ca2 + ، خاصة من المستقبلات خارج المشبكية ، والتي تشكل أساس السمية العصبية. إنه خيار لإدارة المصابين بمرض الزهايمر المتوسط ​​إلى الشديد (تأثير متواضع). أظهرت الدراسة أن 20 ملغ / يوم تحسن الإدراك والقدرة الوظيفية والأعراض السلوكية. [87] دواء مرشح لعلاج مرض الزهايمر. وهو من مثبطات الأرجيناز الذي يعبر بسهولة حاجز الدم في الدماغ ، ويقلل من فقدان الأرجينين في الدماغ. يرتبط ترسب أميلويد بيتا بالحرمان من إل-أرجينين والتنكس العصبي. الفئران التي عولجت مع عرض نورفالين حسنت الذاكرة المكانية ، وزيادة البروتينات المرتبطة بالمرونة العصبية ، وانخفاض في أميلويد بيتا. [88]

يمكن لمركبات التصوير ، ولا سيما مركب بيتسبرغ B (6-OH-BTA-1 ، ثيوفلافين) ، أن ترتبط بشكل انتقائي بأميلويد بيتا في المختبر وفي الجسم الحي. تُستخدم هذه التقنية ، جنبًا إلى جنب مع التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني ، لتصوير مناطق ترسبات البلاك في المصابين بمرض الزهايمر. [89]

بعد الوفاة أو في خزعات الأنسجة تحرير

يمكن قياس أميلويد بيتا بشكل دلالي باستخدام التلوين المناعي ، والذي يسمح أيضًا بتحديد الموقع. قد يكون أميلويد بيتا وعائيًا في المقام الأول ، كما هو الحال في اعتلال الأوعية الدموية في الدماغ ، أو في لويحات الأميلويد في المادة البيضاء. [90]

إحدى الطرق الحساسة هي ELISA وهي عبارة عن مقايسة ماصة مناعية تستخدم زوجًا من الأجسام المضادة التي تتعرف على أميلويد بيتا. [91] [92]

يمكن استخدام مجهر القوة الذرية ، الذي يمكنه تصور الأسطح الجزيئية النانوية ، لتحديد حالة تجميع أميلويد بيتا في المختبر. [93]

يعتبر التحليل الطيفي الاهتزازي طريقة خالية من الملصقات تقيس اهتزاز الجزيئات في عينات الأنسجة. [94] يمكن الكشف عن بروتينات أميلويد مثل Aβ بهذه التقنية بسبب محتواها العالي من هياكل صفائح β. [95] في الآونة الأخيرة ، تم حل تشكيل ألياف Aβ في أنواع مختلفة من اللويحات في مرض الزهايمر ، مما يشير إلى أن اللويحات تمر عبر مراحل مختلفة في تطورها. [27]

قياس التداخل ثنائي الاستقطاب هو تقنية بصرية يمكنها قياس المراحل المبكرة من التجميع عن طريق قياس الحجم الجزيئي والكثافة مع استطالة الألياف. [96] [97] يمكن أيضًا دراسة هذه العمليات التجميعية على تركيبات الدهون ثنائية الطبقة. [98]


11.4F: الببتيدات المضادة للميكروبات - علم الأحياء

تم استخدام المقايسة الميكروبيولوجية لعدد المستعمرات الافتراضية (VCC) لأكثر من عقد لقياس تأثير الببتيدات المضادة للميكروبات مثل defensins و LL-37 ضد مجموعة متنوعة من البكتيريا. (Ericksen et al. ، 2005 Zhao et al. ، 2013). إنها تستنتج نشاط مضادات الميكروبات بناءً على حركية النمو الكمي لـ 200 & # x03bcL من الثقافات الدفعية للبكتيريا المزروعة في 96 طبقًا جيدًا باستخدام طريقة تعداد الخلايا القابلة للحياة (Brewster ، 2003) المتطابقة رياضياً لطريقة تعداد الأمبليكونات المستخدمة بالكمية تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الحقيقي (Heid et al. ، 1996). تضمن تكوين اللوحة المنشور في الأصل حلقة من 36 بئراً تحتوي على مرق Mueller Hinton غير الملقح (MHB) القادر على اكتشاف التلوث المتبادل (Ericksen ، 2014b). كان هناك دليل على أن البكتيريا قد تشكل كتلًا وأغشية حيوية أثناء الفحص ، بما في ذلك التشتت الذي يمكن اكتشافه بواسطة قارئ اللوحة ووجود التكتل العياني في كل مكان في مرق الصويا التجريبي. 10 & # x03bcL عينات من آبار التحكم في التلوث المتبادل التي أصبحت متعكرة بعد تجارب VCC كانت ملطخة بالجرام ، وكشفت عن كتل قليلة. على ما يبدو ، لم يتم الاحتفاظ بمعظم الكتل على الزجاج أثناء إجراء صبغة جرام (جرام ، 1884) ، سواء تم تثبيتها على الشريحة بالحرارة أو الميثانول. كشف تطبيق لون أزرق قطن اللاكتوفينول ، الذي يستخدم عادة لتصور الفطريات عن طريق تلطيخ عديدات السكاريد الموجودة على جدار الخلية مثل الكيتين ، عن دوائر وحلقات متسقة مع بقايا السكريات بالكراميل ، والتي من المفترض أن تشتمل على عديد السكاريد المحفظي والوحل الذي يتم إفرازه بالتزامن مع تكوين التكتل والغشاء الحيوي. يمكن أن تكون هذه الدوائر والحلقات الزرقاء الداكنة متسقة إما مع مجموعة سكانية فرعية غير متجانسة من الإشريكية القولونية أو مع تلوث طفيف بسلالة ثانية.

المواد والأساليب العد الظاهري المستعمرة

تم إجراء اختبار VCC باستخدام 36 بئراً حافة للكشف عن التلوث كما هو موصوف أصلاً (Ericksen et al. ، 2005) ، باستثناء قطعة مستطيلة من Parafilm M (6 & # x00d7 0.25 مربعات) تم لفها حول اللوحة 96 جيدًا قبل بدء تشغيل قارئ اللوحة لمدة ساعتين و 12 ساعة.بقيت شرائط بارافيلم سليمة تمامًا تقريبًا وفي مكانها طوال 12 ساعة عند 37 & # x00b0C وأدت إلى الغياب التام للغبار الكبير بما يكفي ليكون مرئيًا باستخدام مجهر بلوري أوليمبوس 8Z61 على الحافة بين 96 بئراً وحافة لوحة ، باستثناء بقعة واحدة في تجربة واحدة لوحظت بالقرب من صدع في بارافيلم. منع بارافيلم أيضًا الانخفاض المرئي في حجم بئر الحافة بسبب التبخر الذي استلزم في الأصل استبعاد هذه الآبار من الجزء التجريبي للمقايسة (Ericksen et al. ، 2005). تسبب هذا التبخر أيضًا في زيادة تدريجية طفيفة في الكثافة الضوئية إلى الحد الأقصى & # x0394OD 650 0.004 بين آبار الحافة على مدار 12 ساعة من التجربة حيث أصبح مرق Mueller Hinton أكثر تركيزًا. كان هذا التبخر طفيفًا جدًا بحيث لا يؤثر على الآبار التجريبية (الملقحة) بشكل يمكن قياسه أو يؤثر على خطية منحنى المعايرة. تمت إضافة 10 & # x00b5L عينات من آبار الحافة إلى قطرات من الماء المعقم أو الوسائط وانتشرت على أطباق Mueller Hinton Agar و Tryptic Soy Agar و Sabouraud & # x2019s Agar. تم تحليل المستعمرات عن طريق التشكل ، والتركيب الرطب ، وبقع الجرام ، والتحليل الكيميائي الحيوي باستخدام Becton Dickinson Enteropluri Product Number 261185.

الشكل 1. حركيات النمو الكمي (QGK) وصمة عار الجرام الزرقاء اللاكتوفينول القطنية.

إجراء صبغ غرام أزرق قطن لاكتوفينول. سمحت الخطوات الليلية للموازنة مع الرطوبة المحيطة خلال أشهر الصيف في مبنى IHV في UMB ، والتي تراوحت بين 40 & # x201360٪. قد يكون محتوى الماء ودرجة الحرارة عاملين مهمين لعملية الكرملة لتكون قابلة للتكاثر من الناحية الكمية.

تم حك الشرائح الزجاجية بصابون اليد PCMX باستخدام منظف الأنابيب. تمت إضافة 10 & # x00b5L من الخلايا المأخوذة من 96 طبقًا جيدًا بعد فحوصات VCC باستخدام MHB المركّز مرتين في خطوة النمو إلى الشرائح ومعايرتها مع الرطوبة المحيطة طوال الليل. تم تثبيت الشرائح بالحرارة عن طريق وضع العينة في نقطة في الفضاء عند الطرف العلوي من اللهب الأزرق الداخلي لموقد بنسن ثلاث مرات لمدة ثانية واحدة لكل منهما ، وإزالة الشريحة لمدة ثانية واحدة بينهما (الشكل 1). كانت الرطوبة النسبية المحيطة 40 & # x201360٪. تم تلطيخ الشرائح باستخدام Fluka Analytical Gram Staining Kit رقم المنتج 77730 ومعايرة مرة أخرى للرطوبة المحيطة طوال الليل في وضع عمودي. تم تطبيق Becton Dickinson Lactophenol Cotton Blue Stain Droppers رقم المنتج 261188 على العينة الملطخة بالجرام وتم التقاط الصور الرقمية باستخدام مجهر ضوئي Amscope بتكبير 160 & # x00d7 و 400 & # x00d7 و 1600 & # x00d7 وبرنامج Toupview. تم تطبيق وظيفة عتبة Adobe Photoshop على الصور الرقمية 400 & # x00d7 باستخدام عتبة 100. تم تعداد البكسل الأسود باستخدام وظيفة الرسم البياني.

النتائج لوحظت تكتلات في مزارع الإشريكية القولونية وفي الأكواخ المفتوحة

لوحظت الكتل العيانية في 25 مل من مزارع TSB الدفعية من E. coli ATCC & # x00ae 25922 & # x2122 التي نمت عند 37 & # x00b0C في الطور الأسي المبكر إلى كثافة بصرية متوقعة عند 650 نانومتر (OD 650) من حوالي 0.3. تم وضع عينة غير مغطاة بسعة 1 مل في كفيت وتبريدها إلى درجة حرارة الغرفة ، وسرعان ما تكونت كتلًا عيانية صغيرة (يصل قطرها إلى حوالي 1 مم) ، أظهر بعضها القدرة على الحركة ، والسباحة في موجة متزامنة إلى أسفل لتشكيل كتلة واحدة كبيرة (لأعلى) بطول 1 سم ، يساوي عرض الكوفيت) عند قاعدة الكوفيت. التطوير التنظيمي 650 انخفض بنسبة تصل إلى 2 ٪ في الدقيقة ، ووصل إلى التوازن بعد انخفاض 10 & # x201320 ٪ عند وضعه في كاشف HPLC بدرجة حرارة الغرفة ، حيث انضمت الخلايا المعلقة إلى الكتلة الموجودة أسفل مسار الضوء. انخفضت قراءات الكثافة الضوئية بسرعة كبيرة بحيث يمكن تسجيل أول رقمين فقط من الأربعة التي أبلغ عنها كاشف Waters 600. من خلال مراقبة الكوفيتات التي تحتوي على مثل هذه التكتلات ، كان من الواضح أن التماسك ، وليس الالتصاق ، كان أكثر أهمية ، حيث تحركت الكتل لأسفل من زاوية إلى الزاوية الأخرى من الكوفيت حيث تم تدويرها يدويًا.

علاج التكتل واستخدام الكوفيت المفتوح كمستشعر حيوي

لم يعد يُلاحظ التكتل العياني في مزرعة الدُفعات أو الكوفيت خارج الكاشف بعد أربعة تغييرات: 1. استخدام جهاز تنقية هواء صغير مفلترة HEPA ، 2. استبدال مياه Milli-Q منزوعة الأيونات في المنزل بمياه درجة بيولوجيا جزيئية مشتراة ، 3. استبدال 2 & # x00d7MHB محضر ومُعقم داخل المنزل باستخدام مرطبانات قابلة لإعادة الاستخدام مع Teknova 2 & # x00d7 MHB المعدل الكاتيون ، و 4. حتى بعد إجراءات العلاج هذه ، شكلت عينات 1 مل المكشوفة في الكاشف لمدة ساعتين كتلة عيانية عند قاعدة الكوفيت مصحوبة بانخفاض في الكثافة الضوئية ، مما يشير إلى أن عاملًا بيئيًا واحدًا على الأقل (CEF) تم تركيزه بواسطة مروحة وفلتر داخل الكاشف بمثابة مصيدة غبار. وبالتالي ، فإن عينات 1 مل من E. coli ATCC & # x00ae 25922 & # x2122 تعمل كمستشعرات حيوية لـ CEFs ، ويعمل الكاشف كعنصر تحكم إيجابي في المستشعر الحيوي.

كانت خلايا الإشريكية القولونية متحركة أيضًا على الصفائح

لوحظ أيضًا حركية البحث عن الزاوية لـ E. coli ATCC & # x00ae 25922 & # x2122 على ألواح أجار MH الملفوفة في بارافيلم وحضنت في درجة حرارة الغرفة لمدة 2 & # x20133 أسبوعًا ، كما يتضح من تكوين a

حلقة متكدسة بعرض 1 سم حول حافة اللوحة بأكملها ، على الرغم من أن المناطق المتكدسة والمستعمرات الفردية التي ظهرت في الأصل بعد 1 & # x20132 يومًا كانت منفصلة عن الحافة.

تكتل الخلايا مصحوبًا بالتلوث المتبادل في آبار VCC حافة

كان إجراء UMB VCC حساسًا للتلوث المتبادل في 36 بئراً حوافياً غير محصنة ، مما قد يشير إلى أن التكتل يؤثر على توزيع حجم الجسيمات وخصائص اللصق للخلايا ، والتي بدورها تعزز تكوين الهباء الجوي أثناء سحب العينة (Ericksen ، 2014b). الشكل 2 يصور الخلايا المأخوذة من حافة ملوثة بشكل جيد بعد التخزين في 4 & # x00b0C. طريقة UCLA VCC ، مع الخلايا الموجودة في 10 & # x00b5L ماصة أسفل 90 & # x00b5L بدلاً من تعليق 50 & # x00b5L مضافًا إلى 50 & # x00b5L كقطرات من الأعلى ، (Welkos et al. ، 2011) تقلل من احتمال التقاطع -التلوث وهي طريقة أكثر أمانًا وفعالية لنقل البكتيريا مثل العامل الممرض الخطير BSL-3 Bacillus anthracis.

الشكل 2. صبغة الجرام الأزرق ونتائج العتبة بتكبير 400 & # x00d7.

ج: تشير الحلقات الزرقاء إلى بقايا عديد السكاريد لكتل ​​الخلايا التي يفترض غسلها من الشرائح أثناء إجراء صبغة جرام. كانت هذه السكريات غير مرئية عند فحصها بعد تلطيخ الجرام وقبل وضع قطن اللاكتوفينول الأزرق. أنتجت تجارب أخرى دوائر زرقاء داكنة أصغر بدلاً من حلقات. ب: نتائج العتبة. توجد الغالبية العظمى من البكسل الأسود داخل حلقات السكاريد.

تكشف صبغة جرام الزرقاء عن عديد السكاريد غير المرئي بعد تلطيخ الجرام وحده

كشفت صبغة غرام الزرقاء القطنية اللاكتوفينول (BGS) عن هياكل دائرية أو على شكل حلقة في كل مكان تلطخ باللون الأزرق الداكن (الشكل 2 أ). تلطخ جميع الخلايا باللون الأزرق الفاتح لأن جميع الخلايا مصابة بالجليكوزيلات وتركيز عديد السكاريد من الوسائط كجزء من عملية التمثيل الغذائي. كما لوحظت مناطق نادرة من تلطيخ أزرق غير واضح ، ربما تكون ناتجة عن النشا والسكريات الأخرى الموجودة في MHB ، مما يشير إلى أن شدة التلوين الأزرق يمكن أن تنشأ أيضًا من النشا والكربوهيدرات الأخرى مع السكريات المحفظة. يحتوي MHB على 1.5 جم / لتر من النشا ، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من الكربوهيدرات الأخرى الموجودة في مستخلص اللحم البقري. الكربوهيدرات ، التي يجب أن تتضمن تفاعل Maillard (Maillard ، 1912) ومنتجات الكراميل ، تلتصق بالزجاج في الحرارة الشديدة لخطوات التثبيت وتحمل على الشريحة طوال إجراء صبغة غرام. كانت بقايا عديد السكاريد هذه غير مرئية عندما لوحظت هذه الشرائح نفسها بعد تلطيخ الجرام وقبل تطبيق قطن اللاكتوفينول الأزرق. تشير شدة تلطيخ الأزرق الداكن إلى تكوين كبسولة وفيرة وتكوين سلايم.

يمكن بسهولة قياس تلطيخ السكاريد عن طريق العتبة

تطبيق تقنية العتبة باستخدام عتبة 100 متباينة بين الظلام من تلطيخ الضوء مع القليل من ضوضاء الخلفية الظاهرة (الشكل 2 ب). من الممكن أيضًا استخدام عتبة صور BGS الملتقطة بتكبير 160 & # x00d7 و 1600 & # x00d7 (الشكل 3) باستخدام مجهر Amscope. ومع ذلك ، يمكن أن تضيف البيكسل عدم الدقة عند 160 & # x00d7 وسيؤدي الحجم الكبير للكتل إلى زيادة التباين من حقل إلى آخر عند 1600 & # x00d7. لم تنتج مزارع TSB أو MHB للإشريكية القولونية ATCC & # x00ae 43827 & # x2122 (ML-35) كتلًا عيانية تحت أي ظروف في العديد من التجارب التي أجريت في 2013 و 2014 ، مما يشير إلى أن التكتل المرصود يعتمد على الإجهاد.

الشكل 3. نتائج صبغة الجرام الأزرق عند تكبير 160 & # x00d7 و 400 & # x00d7 و 1600 & # x00d7.

أ & # x2013 ج: 160 & # x00d7. D & # x2013 F: 400 & # x00d7. G & # x2013 I: 1600 & # x00d7. تم أخذ عينات من الخلايا من آبار الحافة لتجربة عد مستعمرة افتراضية مختلفة عن الشكل 2.

عادةً ما يكون التلوث المتبادل لـ VCC حدثًا نادرًا

تاريخ مئات تجارب VCC في UMB بين عامي 2003 و 2014 (Ericksen et al.، 2005 Pazgier et al.، 2012 Rajabi et al.، 2012 Wei et al.، 2009 Wei et al.، 2010 Wu et al.، 2005 Wu et al.، 2007 Xie et al.، 2005a Xie et al.، 2005b Zhao et al.، 2012 Zhao et al.، 2013 Zou et al.، 2008) يظهر بوضوح أن آبار الحافة تكون دائمًا تقريبًا واضحة وليست عكرة ، بعد مرحلة نمو 12 ساعة من تجارب VCC. في فترة شهر واحد في أغسطس وسبتمبر 2013 ، تم إجراء 13 تجربة معايرة رباعية باستخدام نفس تقنية الماصات مثل تجارب المعايرة السداسية في منشور VCC الأصلي (Ericksen et al. ، 2005). ومع ذلك ، في تجارب عام 2013 ، اقتصرت منحنيات المعايرة على 32 بئراً داخلياً (C3-F10) بدلاً من ستة. استخدمت هذه التجارب الوسائط الغنية MHB أو TSB أو اختلافات طفيفة منها. تحتوي الآبار الخارجية البالغ عددها 64 بئراً (الصفوف A و B و G و H والأعمدة 1 و 2 و 11 و 12) على حلقتين من آبار التحكم في التلوث بدلاً من الحلقة المفردة المكونة من 36 بئراً المستخدمة أصلاً. في هذه التجارب التي أجريت خارج خزانة السلامة الحيوية المستخدمة في تجارب VCC ، لم يتحول أي من 832 بئراً للتحكم في التلوث إلى التعكر بعد فترة الحضانة لمدة 12 ساعة. بافتراض أن التكتل ناتج عن عامل بيئي ، فإن هذه التجارب تشير بقوة إلى أن CEFs الموجودة في بيئة المختبر غير قابلة للاستزراع بشكل كبير في الوسائط الغنية مثل MHB أو TSB. التفسير البديل لتكتل الخلايا غير المتكرر ونقاط التناقض النادرة هو أن الخلايا البكتيرية لديها آلية للحث على التكتل وتشكيل الأغشية الحيوية بشكل غير متكرر وبشكل أساسي حتى في حالة عدم وجود أي عامل مسبب أو ملوث. إذا كان تكتل الخلايا ناتجًا عن ملوث ، فهناك العديد من المصادر المحتملة في بيئة المختبر. بالإضافة إلى التلوث الحيوي ، يمكن للبكتيريا غير القابلة للزراعة أن تمارس تأثيرًا على خلايا الإشريكية القولونية سريعة النمو. علاوة على ذلك ، من المعروف أن الأحماض النووية تتسبب في اندماج الخلايا في كتل على توزيع واسع الحجم في كل من زراعة الخلايا البكتيرية والثديية. يمكن أن تمر CEFs المحمولة جواً الأصغر من الخلية البكتيرية عبر مرشحات HEPA بمقاومة قليلة أو معدومة ، مما يعني أن هذه الجزيئات يمكن أن تؤثر على التجارب التي أجريت داخل وخارج خزانات السلامة الأحيائية. عادة ما يتم استخدام تدابير مثل التربسين ، والعلاج بالبروتياز الأخرى ، والعلاج بالنوكليازات مثل البنزوناز لتقليل التكتل أو القضاء عليه (Kruse & amp Patterson ، 1973). للغرض نفسه ، تم استخدام القص في منحنيات معايرة VCC عن طريق وضع أطراف الماصة في اتصال مع الزاوية المقطعية لكل بئر عند سحب الماصات لأعلى ولأسفل 15 مرة للخلط (Ericksen ، 2014b) ، على الرغم من أن منحنيات النمو أظهرت دليلًا على وجود كتل كبيرة يكفي لإنتاج اختلافات قابلة للقياس في الكثافة الضوئية سبقت النمو الأسي. لم يكن للتكتل أي تأثير على خطية منحنى المعايرة ، مما قد يشير إلى أن جزءًا صغيرًا من الخلايا ينمو بشكل روتيني على شكل كتل وأغشية حيوية في غياب العوامل المضادة للميكروبات.

المناقشة يمكن أن يؤدي تكوين الكتلة إلى ثوابت مقاومة للببتيدات المضادة للميكروبات

يشير وجود السكريات المرتبطة بـ E. coli ATCC & # x00ae 25922 & # x2122 التماسك إلى أنه في الظروف التي تمت دراستها في UMB ، تستخدم هذه السلالة التكتل ، ربما كآلية دفاع. يمكن أن يساهم تكوين كتلة محاطة بالعديد من السكريات في مقاومة الليكتينات المضادة للميكروبات مثل الديفينسين (Wang et al. ، 2003) التي من شأنها أن تكون مرتبطة ومثبطة على السطح ، مما يحد من الانتشار الداخلي ويحمي الخلايا المثبطة (Ericksen et al. ، 2005) في وسط الكتلة. هؤلاء الناجون يمكن أن يساهموا في الانحراف عن القتل الأسي البسيط (Luria & amp Latarjet، 1947) الذي لوحظ في جميع دراسات VCC في UMB لنشاط defensin ضد E. coli. يمكنهم أيضًا تفسير وجود نقاط بيانات متناقضة لوحظت أحيانًا طوال تاريخ تجارب VCC في UMB. على سبيل المثال ، تسبب defensin HNP1 بأعلى تركيز 256 & # x00b5g / mL في بقاء أكبر من 128 & # x00b5g / mL في دراسة VCC الأولية (Ericksen et al. ، 2005) يحتوي MHB على كمية كبيرة (1.5 جم / لتر. ) من النشا المضاف. يمكن أن تساهم السكريات المتعددة في الوسائط الغنية في تثبيط كامل للببتيدات المضادة للميكروبات ، وهو أمر ضروري لفحوصات VCC لتكون قادرة على تعداد البكتيريا الباقية من خلال طريقة تحليل بيانات QGK. يتبع نشاط ليكتين ديفينسين النوعي عمومًا التسلسل الهرمي: البروتينات الغليكوزيلاتي والسكريات المتفرعة gt والسكريات الخطية gt والسكريات الأحادية gt و gt monosaccharides. (Lehrer، R. I.، Personal Communication) الوحل البكتيري والكبسولات شديدة التشعب وتحتوي على بروتينات غليكوزيلاتيد (ويلكينسون ، 1958). إذا كان التثبيط يتبع نفس النمط النوعي للربط ، فإن عديدات السكاريد البكتيرية ستكون مثبطات ديفينسين قوية. قد يكون تكوين التكتل والغشاء الحيوي والكبسولة قد تطور جزئيًا كآليات مقاومة لضغط الانتقاء القديم الذي يمارس في جميع أنحاء شجرة الحياة بواسطة الببتيدات المضادة للميكروبات في البيئة.

يشير تكوين الكتلة إلى أن نشاط الجليكوزيداز ضروري للفعالية ضد المثبطات

يمكن أن تكون إحدى النتائج المحتملة لتثبيط الديفينسين بواسطة السكريات أن العلاجات التي تحتوي على ببتيدات مضادات الميكروبات كمكونات فعالة لن تكون فعالة ضد الكتل أو الأغشية الحيوية في حالة عدم وجود عنصر نشط آخر واحد على الأقل يعمل على تحلل كبسولة السكاريد ، مثل الجليكوزيداز. نظرًا لأن هياكل عديد السكاريد في الكبسولات والوحل تختلف اختلافًا كبيرًا ، كما هو الحال بالنسبة لخصائص ركيزة الغليكوزيداز ، فقد يكون أي إنزيم معين نشطًا ضد نطاق ضيق فقط من البكتيريا. في حالة عدم وجود الجليكوزيدات في الجسم الحي ، فإن النشاط ضد مجموعة واسعة من البكتيريا المسببة للأمراض يتطلب بالتالي مزيجًا من الإنزيم من الجليكوزيدات المصاحبة للببتيد المضاد للميكروبات من الليكتين أو الجليكوزيداز بخصوصية ركيزة مختلطة بشكل غير عادي.


مراجع

Fjell، C. D.، Hiss، J. A.، Hancock، R.E W. & amp Schneider، G. تصميم الببتيدات المضادة للميكروبات: الشكل يتبع الوظيفة. نات. القس اكتشاف المخدرات. 11, 37–51 (2012).

Nguyen، L. T.، Haney، E.F & amp Vogel، H. J. النطاق المتوسع لهياكل الببتيد المضادة للميكروبات وأنماط عملها. اتجاهات التكنولوجيا الحيوية. 29, 464–472 (2011).

ماجانا ، إم وآخرون. قيمة الببتيدات المضادة للميكروبات في عصر المقاومة. لانسيت تصيب. ديس. 20، e216 – e230 (2020). تحدد هذه المراجعة فوائد وفرص استخدام الببتيدات المضادة للميكروبات ضد مسببات الأمراض المقاومة للأدوية المتعددة ، مما يضمن تطوير خطوط أنابيب تنموية فعالة للنهوض بها.

هانكوك ، R.E.W ، هاني ، E.F. & amp Gill ، E.E. نات. القس إمونول. 16, 321–334 (2016). تسلط هذه المراجعة الضوء على أنشطة تعديل المناعة لببتيدات دفاع المضيف بما يتجاوز نشاطها المضاد للميكروبات.

هاني ، إي إف ، ستراوس ، إس ك ، وأمبير هانكوك ، آر إي دبليو إعادة تقييم المشهد الببتيد الدفاعي للمضيف. أمام. تشيم. 7, 43 (2019).

رووب ، إل إس جيه وآخرون. التحدي المتمثل في مقاومة مضادات الميكروبات: ما الذي يمكن أن يساهم به علم الاقتصاد. علم 364، eaau4679 (2019).

Mookherjee، N.، Anderson، M.A، Haagsman، H.P & amp Davidson، D.J Antimicrobial host defense peptides: الوظائف والإمكانات السريرية. نات. القس اكتشاف المخدرات. 19, 311–332 (2020). تركز هذه المراجعة على نطاق وظائف الببتيدات الدفاعية للمضيف وتؤكد على مدى فائدة الوظائف المتنوعة في التطبيق السريري.

الأساليب الإستراتيجية لتحسين خصائص الببتيد ADME. AAPS J. 17, 134–143 (2014).

Hilchie، A.L، Wuerth، K. & amp Hancock، R.E W. نات. تشيم. بيول. 9, 761–768 (2013).

Patrzykat، A.، Friedrich، C.L، Zhang، L.، Mendoza، V. & amp Hancock، R.EW. الإشريكية القولونية. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 46, 605–614 (2002).

كوزلوفسكا ، جيه وآخرون. تكشف مقاربات الأنظمة المجمعة عن استجابات بلاستيكية عالية لتحدي الببتيد المضاد للميكروبات في الإشريكية القولونية. بلوس باثوج. 10، e1004104 (2014).

Majchrzykiewicz، J. A.، Kuipers، O. P. & amp Bijlsma، J.JE. الاستجابات التكيفية العامة والمحددة لـ العقدية الرئوية للطعن بثلاثة ببتيدات مميزة مضادة للميكروبات ، باسيتراسين ، LL-37 ، ونيسين. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 54, 440–451 (2010).

Mensa، B.، Howell، G.L، Scott، R. & amp DeGrado، W.F. دراسات ميكانيكية مقارنة لبريلاسيدين ، دابتوميسين ، والببتيد المضاد للميكروبات LL16. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 58, 5136–5145 (2014).

Joo، H. S.، Fu، C.I & amp Otto، M. الاستراتيجيات البكتيرية لمقاومة الببتيدات المضادة للميكروبات. فيلوس. عبر. R. Soc. لوند. ب بيول. علوم. 371, 20150292 (2016).

Bauer، M. E. & amp Shafer، W. M. على دلالة المقاومة البكتيرية ضد الببتيدات المضادة للميكروبات في الجسم الحي. بيوكيم. بيوفيز. اكتا 1848, 3101–3111 (2015).

Raetz ، C.RH ، Reynolds ، C.M ، Trent ، M. S. & amp Bishop ، R.E Lipid A تعديل أنظمة في البكتيريا سالبة الجرام. Annu. القس Biochem. 76, 295–329 (2007).

Shah، N. R.، Hancock، R.E W. & amp Fernandez، R. C. البورديتيلة السعال الديكي يمنح تعديل الجلوكوزامين مقاومة للببتيدات الكاتيونية المضادة للميكروبات ويزيد من المقاومة لاضطراب الغشاء الخارجي. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 58, 4931–4934 (2014).

Arroyo، L.A et al. ال pmrCAB أوبرون يتوسط مقاومة البوليميكسين في راكدة بومانية ATCC 17978 والعزلات السريرية من خلال تعديل فوسفويثانولامين للدهن أ. مضاد للميكروبات.وكلاء Chemother. 55, 3743–3751 (2011).

موفات ، جيه إتش وآخرون. مقاومة كوليستين في راكدة بومانية بوساطة الخسارة الكاملة لإنتاج عديدات السكاريد الدهنية. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 54, 4971–4977 (2010).

كريستيان ، إس إيه وآخرون. د- ألانلة أحماض التيكويك تعزز المجموعة أ العقدية مقاومة الببتيد المضاد للميكروبات ، بقاء العدلات ، وغزو الخلايا الظهارية. J. باكتيريول. 187, 6719–6725 (2005).

Cox، E.، Michalak، A.، Pagentine، S.، Seaton، P. & amp Pokorny، A. Lysylated phospholipids تثبت نماذج طبقات الدهون الثنائية البكتيرية وتحمي من الببتيدات المضادة للميكروبات. بيوكيم. بيوفيز. اكتا 1838, 2198–2204 (2014).

Mishra، N.N & amp Bayer، A. S. المكورات العنقودية الذهبية. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 57, 1082–1085 (2013).

Schmidtchen، A.، Frick، I. M.، Andersson، E.، Tapper، H. & amp Bjorck، L. تعمل بروتينات البكتيريا المسببة للأمراض الشائعة على تحلل وتعطيل الببتيد المضاد للبكتيريا LL-37. مول. ميكروبيول 46, 157–168 (2002).

فان دير بلاس ، إم جيه إيه وآخرون. الزائفة الزنجارية يشق الإيلاستاز الببتيد الطرفي C من الثرومبين البشري الذي يثبط الاستجابات الالتهابية للمضيف. نات. كومون. 7, 11567 (2016).

جين ، تي وآخرون. المكورات العنقودية الذهبية يقاوم الدفاعات البشرية عن طريق إنتاج الستافيلوكيناز ، وهي آلية جديدة للتهرب الجرثومي. J. إمونول. 172, 1169–1176 (2004).

Schmidtchen، A.، Frick، I. M. & amp Björck، L. يتم تحرير كبريتات ديرماتان بواسطة بروتينات البكتيريا المسببة للأمراض الشائعة ويثبط نشاط ألفا ديفينسين المضاد للبكتيريا. مول. ميكروبيول. 39, 708–713 (2001).

مساهمة حويصلات الغشاء الخارجي البكتيرية في الدفاع الفطري للبكتيريا. BMC ميكروبيول. 11, 258 (2011).

Band، V. I. & amp Weiss، D. S. آليات مقاومة الببتيد المضاد للميكروبات في البكتيريا سالبة الجرام. مضادات حيوية 4, 18–41 (2014).

تشاكرابورتي ، ك وآخرون. تعمل السموم الخارجية البكتيرية على تقليل تنظيم الكاثليسيدين (hCAP-18 / LL-37) والتعبير البشري عن β-defensin 1 (HBD-1) في الخلايا الظهارية المعوية. زنزانة. ميكروبيول. 10, 2520–2537 (2008).

تاغارت ، سي سي وآخرون. تعطيل بيتا ديفينسين 2 و 3 بواسطة الكاتيبسين المرن. J. إمونول. 171, 931–937 (2003).

Lazzaro ، B. P. ، Zasloff ، M. & amp Rolff ، J. الببتيدات المضادة للميكروبات: تطبيق علم بالتطور. علم 368، eaau5480 (2020).

لازار ، ف. وآخرون. تُظهر البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية حساسية جانبية واسعة النطاق تجاه الببتيدات المضادة للميكروبات. نات. ميكروبيول. 3, 718–731 (2018). تحدد هذه الدراسة الطفرات المتعددة التي تمنح مقاومة الأدوية المتعددة بالإضافة إلى الحساسية الجانبية للببتيدات الدفاعية المضيفة وتظهر أن تطور المقاومة أكثر تواترًا للمضادات الحيوية من الببتيدات.

سبون ، آر وآخرون. يكشف التحليل التطوري المتكامل عن ببتيدات مضادة للميكروبات ذات مقاومة محدودة. نات. كومون. 10, 4538 (2019).

Hall-Stoodley، L.، Costerton، J.W & amp Stoodley، P. الأغشية الحيوية البكتيرية: من البيئة الطبيعية إلى الأمراض المعدية. نات. القس ميكروبيول. 2, 95–108 (2004).

فليمنج ، إتش سي وآخرون. الأغشية الحيوية: شكل ناشئ من الحياة البكتيرية. نات. القس ميكروبيول. 14, 563–575 (2016).

Fernández، L.، Breidenstein، E.B M. & amp Hancock، R.E W. خطوط الأساس الزاحفة والمقاومة التكيفية للمضادات الحيوية. مقاومة المخدرات. تحديث. 14, 1–21 (2011).

برايرز ، جي دي ميديكال بيوفيلم. التكنولوجيا الحيوية. بيونج. 100, 1–18 (2008).

مالون ، إم وآخرون. انتشار الأغشية الحيوية في الجروح المزمنة: مراجعة منهجية وتحليل تلوي للبيانات المنشورة. J. العناية بالجروح 26, 20–25 (2017).

Rumbaugh ، K.P. & amp Sauer ، K. Biofilm تشتت. نات. القس ميكروبيول. 18, 571–586 (2020).

Kang ، J. ، Dietz ، M.J & amp Li ، B. الببتيد المضاد للميكروبات LL-37 مضاد للجراثيم المكورات العنقودية الذهبية الأغشية الحيوية. بلوس واحد 14، e0216676 (2019).

أوفرهاج ، ج. وآخرون. يمنع الببتيد الدفاعي البشري المضيف LL-37 تكوين الأغشية الحيوية البكتيرية. تصيب. مناعة. 76, 4176–4182 (2008). كانت هذه الدراسة أساسية في مجال العلاجات الموجهة للأغشية الحيوية كأول دراسة تحدد التأثيرات الخاصة بالأغشية الحيوية للكاثيليسيدين البشري LL-37.

باردوشو ، ك.ر.وآخرون. يمنع الببتيد البشري بيتا ديفينسين 2 المضاد للميكروبات إنتاج البيوفيلم الزائفة الزنجارية دون المساومة على النشاط الأيضي. أمام. إمونول. 11, 805 (2020).

تشو ، سي وآخرون. يثبط Human β-defensin 3 مقاومة المضادات الحيوية المكورات العنقودية تشكيل بيوفيلم. ج. سورج. الدقة. 183, 204–213 (2013).

Loutet ، S.A & amp Valvano ، M.A الببتيد المضاد للميكروبات ومقاومة بوليميكسين ب الشديدة في الجنس بوركولديريا. أمام. ميكروبيول. 2, 159 (2011).

de la Fuente-Núñez، C. et al. تثبيط تكوين الأغشية الحيوية البكتيرية وحركة الحشود بواسطة ببتيد كاتيوني صغير. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 56, 2696–2704 (2012).

de la Fuente-Núñez، C.، Reffuveille، F.، Haney، E.F، Straus، S.K & amp Hancock، R.E W. واسع الطيف المضاد للبيوفيلم الببتيد الذي يستهدف استجابة الإجهاد الخلوي. بلوس باثوج. 10، e1004152 (2014). كانت هذه الدراسة أساسية في مجال العلاجات الموجهة للأغشية الحيوية لأنها حددت آلية عمل فريدة للببتيد مع نشاط واسع الطيف.

بليتزر ، دي ، كولمان ، إس آر أند هانكوك ، آر إي دبليو الببتيدات المضادة للبيوفيلم كسلاح جديد في الحرب المضادة للميكروبات. بالعملة. رأي. ميكروبيول. 33, 35–40 (2016). تلخص هذه المراجعة الببتيدات ذات الأنشطة الخاصة بالغشاء الحيوي وتصف ، جزئيًا على الأقل ، آلية عملها.

Hell، É.، Giske، C.G، Nelson، A.، Römling، U. & amp Marchini، G. يثبط ببتيد كاثليسيدين البشري LL37 كلاً من قدرة التعلق وتشكيل الأغشية الحيوية المكورات العنقودية البشروية. بادئة رسالة. تطبيق ميكروبيول. 50, 211–215 (2010).

Pletzer، D. & amp Hancock، R.E W. Antibiofilm peptides: المحتملة كعوامل واسعة الطيف. J. باكتيريول. 198, 2572–2578 (2016).

de la Fuente-Núñez، C. et al. الببتيدات D-enantiomeric التي تقضي على الأغشية الحيوية من النوع البري والمتعددة المقاومة للأدوية وتحمي من القاتلة الزائفة الزنجارية الالتهابات. تشيم. بيول. 22, 196–205 (2015).

منصور ، س.س.وآخرون. يتم التحكم في تكوين الخراج البكتيري من خلال استجابة الإجهاد الصارمة ويمكن استهدافه علاجيًا. EBioMedicine 12, 219–226 (2016).

Pletzer، D.، Wolfmeier، H.، Bains، M. & amp Hancock، R.E W. الببتيدات الاصطناعية لاستهداف الفوعة الصارمة التي تسيطر عليها الاستجابة في الزائفة الزنجارية نموذج عدوى جلدية الفئران. أمام. ميكروبيول. 8, 1867 (2017).

ليباردو ، إم دي جي وآخرون. يعطي نشاط نوكلياز ميزة إلى الببتيد الببتيد الدفاعي للمضيف 3 على بيسسيدين 1 ، مما يجعله أكثر فعالية ضد المثبطات والأغشية الحيوية. FEBS J. 284, 3662–3683 (2017). تحدد هذه الدراسة الببتيد الدفاعي للمضيف piscidin 3 على أنه أكثر نشاطًا من piscidin 1 في البيئة المضيفة لأن التعرض للنوكلياز يحسن آثاره الموجهة للغشاء الحيوي.

أوكودا ، ك وآخرون. آثار البكتريوسينات على مقاومة الميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية بيوفيلم. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 57, 5572–5579 (2013).

بوليدو ، د. وآخرون. رواية RNase 3 / ECP الببتيد لـ الزائفة الزنجارية استئصال الغشاء الحيوي الذي يجمع بين أنشطة مضادات الميكروبات وعديد السكاريد الدهني وأنشطة تراص الخلايا. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 60, 6313–6325 (2016).

ليو ، دبليو وآخرون. يقضي الببتيد المضاد للميكروبات Cec4 على بكتيريا مقاومة الكاربابينيم السريرية راكدة بومانية بيوفيلم. أمام. ميكروبيول. 11, 1532 (2020).

فابريتي ، إف وآخرون. تلعب استرات الألانين لحمض الشحوم المعوي دورًا في تكوين الأغشية الحيوية ومقاومة الببتيدات المضادة للميكروبات. تصيب. مناعة. 74, 4164–4171 (2006).

Lewenza ، S. آليات مقاومة الببتيد المضادة للميكروبات التي يسببها الحمض النووي خارج الخلية في الزائفة الزنجارية. أمام. ميكروبيول. 4, 21 (2013).

Chan ، C. ، Burrows ، L.L & amp Deber ، C.M. Helix induction in antimicrobial peptides by alginate in biofilms. J. بيول. تشيم. 279, 38749–38754 (2004).

فونج ، سي وآخرون. يحمي اللاصق متعدد السكاريد بين الخلايا (PIA) المكورات العنقودية البشروية ضد المكونات الرئيسية لجهاز المناعة الفطري للإنسان. زنزانة. ميكروبيول. 6, 269–275 (2004).

لين ، ل. وآخرون. يتآزر أزيثروميسين مع الببتيدات الكاتيونية المضادة للميكروبات لممارسة نشاط مبيد للجراثيم وعلاجي ضد مسببات الأمراض البكتيرية سالبة الجرام شديدة المقاومة للأدوية المتعددة. EBioMedicine 2, 690–698 (2015).

Reffuveille، F.، Fuente-Núñez، C.، de la، Mansour، S. & amp Hancock، R.E W. ببتيد مضاد حيوي واسع الطيف يعزز عمل المضادات الحيوية ضد الأغشية الحيوية البكتيرية. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 58, 5363–5371 (2014).

بليتزر ، دي ، منصور ، إس سي أند هانكوك ، آر. بلوس باثوج. 14، e1007084 (2018). توضح هذه الدراسة الأنشطة التآزرية للببتيدات والمضادات الحيوية التي تكون أكثر فعالية في علاج الالتهابات عند استخدامها معًا.

رودن ، إس وآخرون. نمط تآزر الببتيدات الموجبة القصيرة المضادة للميكروبات ضد مقاومة الأدوية المتعددة الزائفة الزنجارية. أمام. ميكروبيول. 10, 2740 (2019).

Koo ، H. B. & amp Seo ، J. الببتيدات المضادة للميكروبات قيد التحقيق السريري. علوم الببتيد. 111، e24122 (2019).

Mahlapuu، M.، Håkansson، J.، Ringstad، L. & amp Björn، C. الببتيدات المضادة للميكروبات: فئة ناشئة من العوامل العلاجية. أمام. زنزانة. تصيب. ميكروبيول. 6, 194 (2016).

Hancock، R.E W. & amp Sahl، H.G Antimicrobial and host-defense peptides كاستراتيجيات علاجية جديدة مضادة للعدوى. نات. التكنولوجيا الحيوية. 24, 1551–1557 (2006).

Meneguetti، B. T. et al. الببتيدات المضادة للميكروبات من الفاكهة واستخدامها المحتمل كأدوات للتكنولوجيا الحيوية - مراجعة وتوقعات. أمام. ميكروبيول. 7, 2136 (2017).

Pfalzgraff ، A. ، Brandenburg ، K. & amp Weindl ، G. الببتيدات المضادة للميكروبات وإمكاناتها العلاجية للعدوى الجلدية البكتيرية والجروح. أمام. فارماكول. 9, 281 (2018).

وو ، ب وآخرون. نموذج الغشاء الحيوي العضوي البشري لتقييم نشاط الغشاء الحيوي المضاد لعوامل جديدة. NPJ Biofilms Microbiomes 7, 1–13 (2021).

Lebeaux، D.، Chauhan، A.، Rendueles، O. & amp Beloin، C. من النماذج المختبرية إلى داخل الجسم الحي للعدوى البكتيرية ذات الصلة بالأغشية الحيوية. مسببات الأمراض 2, 288–356 (2013).

Choi ، K. Y.G ، Wu ، B. C. ، Lee ، A. H. Y. ، Baquir ، B. & amp Hancock ، R.E W. استخدام نماذج الواجهة العضوية والسائلة الهوائية كطريقة فحص في تطوير ببتيدات دفاع مضيف جديدة. أمام. تصيب الخلية. ميكروبيول. 10, 228 (2020).

هاني وإي إف وآخرون. تحديد مرشح صياغة الببتيد IDR الذي يمنع تراكم الببتيد ويحتفظ بالنشاط المناعي. علوم الببتيد. 111، e24077 (2019).

Bos، J.D & amp Meinardi، M. M. قاعدة 500 دالتون لاختراق الجلد للمركبات الكيميائية والأدوية. إكسب. ديرماتول. 9, 165–169 (2000).

Bolouri، H. et al. يحمي الببتيد 1018 منظم الدفاع الفطري من إصابات الدماغ في الفترة المحيطة بالولادة. آن نيورول. 75, 395–410 (2014).

de Breij، A. et al. يكافح الببتيد المضاد للميكروبات SAAP-148 البكتيريا المقاومة للأدوية والأغشية الحيوية. علوم. ترجمة. ميد. 10، eaan4044 (2018).

هوانغ ، سي وآخرون. يوفر Porcine beta-defensin 2 الحماية ضد العدوى البكتيرية عن طريق نشاط مباشر للجراثيم ويخفف الالتهاب عن طريق التداخل مع مسار TLR4 / NF-B. أمام. إمونول. 10, 1673 (2019).

Wuerth، K.، Lee، A. H. Y.، Falsafi، R.، Gill، E. E. & amp Hancock، R.E W. توصيف استجابات المضيف أثناء الزائفة الزنجارية عدوى الرئة الحادة في الرئتين والدم وبعد العلاج بالببتيد الصناعي المناعي IDR-1002. تصيب. مناعة. 87، e00661-18 (2019).

Riquelme، S. A.، Ahn، D. & amp Prince، A. الزائفة الزنجارية و الكلبسيلة الرئوية التكيف مع آليات التطهير المناعي الفطري في الرئة. J. فطرية المناعة. 10, 442–454 (2018).

ريفاس سانتياغو ، ب. وآخرون. قدرة الببتيدات منظم الدفاع الفطري IDR-1002 و IDR-HH2 و IDR-1018 للحماية من السل الفطري العدوى في النماذج الحيوانية. بلوس واحد 8، e59119 (2013).

Chen، C.، Deslouches، B.، Montelaro، R.C & amp Di، Y. P. الفعالية المحسنة للببتيد المضاد للميكروبات WLBU2 عبر توصيل مجرى الهواء المباشر في نموذج الفئران الزائفة الزنجارية التهاب رئوي. كلين. ميكروبيول. تصيب. 24، 547.e1–547.e8 (2018).

دي واي بي وآخرون. مؤشر علاجي محسن للببتيد المضاد للميكروبات في الفئران عن طريق زيادة السلامة والنشاط ضد البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة. علوم. حال. 6، eaay6817 (2020).

ملفين ، جيه إيه وآخرون. المضادات الحيوية والأنشطة المضادة للفيروسات في وقت واحد من الببتيد المضاد للميكروبات المهندسة أثناء العدوى المرافقة للفيروس والبكتيريا. mSphere 1، e00083-16 (2016).

هوفمان ، ج. وآخرون. تؤدي العدوى الفيروسية والبكتيرية المشتركة في حالات الالتهاب الرئوي الحاد إلى استجابات مناعية فطرية وتعزز على وجه التحديد IP-10: دراسة متعدية. علوم. اعادة عد. 6, 38532 (2016).

Boisvert ، A.-A. ، Cheng ، M. P. ، Sheppard ، D.C & amp Nguyen ، D. الأغشية الحيوية الميكروبية في أمراض الرئة والرعاية الحرجة. آن. أكون. ثوراك. شركة 13, 1615–1623 (2016).

Lebeaux، D.، Ghigo، J. M. & amp Beloin، C. العدوى ذات الصلة بالأغشية الحيوية: سد الفجوة بين الإدارة السريرية والجوانب الأساسية للتمرد تجاه المضادات الحيوية. ميكروبيول. مول. بيول. القس. 78, 510–543 (2014).

هيسما ، إي إم وآخرون. الببتيد المضاد للميكروبات P60.4Ac كريمات وجل يحتوي على مادة هلامية للقضاء على مقاومة الميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية من الجلد المستنبت والأسطح الظهارية في مجرى الهواء. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 60, 4063–4072 (2016).

نظرة خاطفة ، إن إف إيه دبليو وآخرون. قطرات Ototopical تحتوي على ببتيد صناعي جديد مضاد للبكتيريا: الأمان والفعالية عند البالغين المصابين بالتهاب الأذن الوسطى القيحي المزمن. بلوس واحد 15، e0231573 (2020).

Riool، M.، de Breij، A.، Drijfhout، J.W، Nibbering، P. H. & amp Zaat، S. A.J. الببتيدات المضادة للميكروبات في تصنيع الأجهزة الطبية الحيوية. أمام. تشيم. 5, 63 (2017).

يو ، هـ وآخرون. تقييم إمكانات أربعة cathelicidins لإدارة داء المبيضات في الفئران و المبيضات البيض الأغشية الحيوية. بيوكيمي 121, 268–277 (2016).

فريتاس ، سي جي وآخرون. يمنح الببتيد المعدل المناعي الحماية في نموذج الفئران المبيضات التجريبي. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 61، e02518-16 (2017).

Oshiro ، K.G.N ، Rodrigues ، G. ، Monges ، B.E D. ، Cardoso ، M.H & amp Franco ، O. L. الببتيدات النشطة بيولوجيًا ضد الأغشية الحيوية الفطرية. أمام. ميكروبيول. 10, 2169 (2019).

هاو ، هـ وآخرون. فوائد ومخاطر استخدام مضادات الميكروبات في الحيوانات المنتجة للغذاء. أمام. ميكروبيول. 5, 288 (2014).

ستانفورد ، ك وآخرون. مقاومة مضادات الميكروبات في أعضاء معقد أمراض الجهاز التنفسي البقري البكتيري المعزول من أنسجة الرئة لنفوق الماشية التي تدار مع أو بدون استخدام مضادات الميكروبات. الكائنات الدقيقة 8, 288 (2020).

Kraemer، S. A.، Ramachandran، A. & amp Perron، G.G. التلوث بالمضادات الحيوية في البيئة: من الإيكولوجيا الميكروبية إلى السياسة العامة. الكائنات الدقيقة 7, 180 (2019).

Lim، S. J.، Seo، C. K.، Kim، T.H & amp Myung، S.W. J. البيئة. علوم. الصحة ب 48, 658–670 (2013).

عبد الله ، يو. إف ، إيغويناجو ، إ. ، موازو ، أ ، عليو ، إس. وأمبير ، إم. آي. مؤامرات بيوفيلم: منظور في الطب البيطري. دكتور بيطري. العالمية 9, 12–18 (2016).

ميليفويفيتش ، د. وآخرون. القدرة على تشكيل الأغشية الحيوية وإمكانية الإصابة بالعدوى الزائفة الزنجارية سلالات معزولة من الحيوانات والبشر. الممرض. ديس. 76، fty041 (2018).

كاباسي ، سي إس وآخرون. نشاط AMP2041 ضد مقاومة العديد من الأدوية البشرية والحيوانية الزائفة الزنجارية العزلات السريرية. آن. كلين. ميكروبيول. مضاد للميكروبات. 16, 17 (2017).

جريكو ، آي وآخرون. في المختبر خصائص ADME لاثنين من المركبات الجديدة القائمة على الببتويد المضادة للميكروبات كعوامل محتملة ضد تقيح الجلد الكلاب. جزيئات 23, 630 (2018).

جريكو ، آي وآخرون. التوصيف وآلية العمل وتحسين نشاط هجين جديد من الببتيد - الببتيد ضد مسببات الأمراض البكتيرية المتورطة في التهابات جلد الكلاب. علوم. اعادة عد. 9, 3679 (2019).

Danhorn، T. & amp Fuqua، C. تشكيل بيوفيلم بواسطة البكتيريا المرتبطة بالنبات. Annu. القس ميكروبيول. 61, 401–422 (2007).

Villa، F.، Cappitelli، F.، Cortesi، P. & amp Kunova، A. الأغشية الحيوية الفطرية: أهداف لتطوير استراتيجيات جديدة في إدارة أمراض النبات. أمام. ميكروبيول. 8, 654 (2017).

Popp، J.، Peto ″، K. & amp Nagy، J. إنتاجية مبيدات الآفات والأمن الغذائي: مراجعة. أغرون. الحفاظ. ديف. 33, 243–255 (2013).

Holaskova، E.، Galuszka، P.، Frebort، I. & amp Oz، M. T. إنتاج الببتيد المضاد للميكروبات وأنظمة التعبير النباتية للتكنولوجيا الحيوية الطبية والزراعية. التكنولوجيا الحيوية. حال. 33, 1005–1023 (2015). تلخص هذه المراجعة أنظمة التعبير النباتية لببتيدات الدفاع المضيفة لمنع خسارة المحاصيل الزراعية بسبب الآفات وزيادة إنتاج الببتيدات للتطبيقات السريرية.

شير خان ، ر. وآخرون. الدفاعات النباتية: أنواع وآليات العمل وآفاق الهندسة الوراثية لتعزيز مقاومة الأمراض في النباتات. 3 التكنولوجيا الحيوية 9, 192 (2019).

Theuretzbacher، U. & amp Piddock، L. J. V. الخيارات العلاجية غير التقليدية المضادة للبكتيريا والتحديات. ميكروب مضيف الخلية 26, 61–72 (2019).

Wu، M.، Maier، E.، Benz، R. & amp Hancock، R.E W. آلية تفاعل فئات مختلفة من الببتيدات الكاتيونية المضادة للميكروبات مع طبقات ثنائية مستوية ومع الغشاء السيتوبلازمي لـ الإشريكية القولونية. الكيمياء الحيوية 38, 7235–7242 (1999).

Pieta، P.، Mirza، J. & amp Lipkowski، J. التصور المباشر لمسام الألاميثيسين المتكون في مصفوفة فسفوليبيد مستوية. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 109, 21223–21227 (2012).

فرنانديز ، دي آي وآخرون. الببتيد المضاد للميكروبات aurein 1.2 يعطل أغشية النموذج عبر آلية السجاد. فيز. تشيم. تشيم. فيز. 14, 15739–15751 (2012).

Leontiadou ، H. ، Mark ، A. E. & amp Marrink ، S. J. الببتيدات المضادة للميكروبات في العمل. جيه. تشيم. شركة 128, 12156–12161 (2006).

Park ، CB ، Yi ، KS ، Matsuzaki ، K. ، Kim ، MS & amp Kim ، SC ، تحليل بنية النشاط للبوفرين الثاني ، الببتيد المضاد للميكروبات المشتق من H2A: مفصل البرولين مسؤول عن قدرة اختراق الخلايا لـ buforin II . بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 97, 8245–8250 (2000).

Leveritt، J.M، Pino-Angeles، A. & amp Lazaridis، T. هيكل المسام المستقرة بالميليتين. بيوفيز. ج. 108, 2424–2426 (2015).

Gidalevitz ، D. وآخرون. تفاعل بروتيجرين الببتيد المضاد للميكروبات مع الأغشية الحيوية. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 100, 6302–6307 (2003).

شنايدر ، ت. وآخرون. Plectasin ، ديفينسين فطري ، يستهدف سلائف جدار الخلية البكتيرية الدهنية II. علم 328, 1168–1172 (2010).

أندولينا ، ج. وآخرون. يتفاعل المضاد الحيوي المحاكي للببتيد مع المجال المحيطي لـ LptD من الزائفة الزنجارية. ACS كيم. بيول. 13, 666–675 (2018).

كاردون ، إس وآخرون. يعمل الببتيدوغليكان على تقوية تأثير تعطيل الغشاء للشكل الكربوكسياميد من DMS-DA6 ، وهو ببتيد مضاد للميكروبات انتقائي موجب الجرام معزول من باتشيميدوسا داكنيكولور جلد. بلوس واحد 13، e0205727 (2018).

Trimble، M. J.، Mlynárcˇik، P.، Kolárˇ، M. & amp Hancock، R.E W. Polymyxin: آليات بديلة للعمل والمقاومة. كولد سبرينج حرب. وجهة نظر. ميد. 6، a025288 (2016).

تشانغ ، ر. وآخرون. فعالية الببتيد المضاد للميكروبات DP7 ، المصمم بطريقة التعلم الآلي ، ضد مقاومة الميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية. أمام. ميكروبيول. 10, 1175 (2019).

هيلبيرت ، ك وآخرون. تتفاعل الببتيدات قصيرة الموجبة المضادة للميكروبات مع ATP. مضاد للميكروبات. وكلاء Chemother. 54, 4480–4483 (2010).

لافلين ، T. F. & amp Ahmad ، Z. تثبيط الإشريكية القولونية سينسيز ATP بواسطة الببتيدات البرمائية المضادة للميكروبات. كثافة العمليات J. بيول. ماكرومول. 46, 367–374 (2010).

دي سوما ، إيه وآخرون. يضعف الببتيد المضاد للميكروبات Temporin L بكتريا قولونية انقسام الخلايا من خلال التفاعل مع FtsZ والمجمع الانقسام. بيوكيم. بيوفيز. اكتا 1864, 129606 (2020).

Ghosh، A. et al. يستهدف Indolicidin الحمض النووي المزدوج: البصيرة الهيكلية والميكانيكية من خلال مزيج من التحليل الطيفي والفحص المجهري. كيم ميدكيم 9, 2052–2058 (2014).

برافمان ، إن آر وآخرون. الآلية الهيكلية لتثبيط النسخ بواسطة لاسو الببتيدات microcin J25 و capistruin. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 116, 1273–1278 (2019).

كراغول ، جي وآخرون. يثبط الببتيد الببتيد المضاد للبكتيريا إجراءات ATPase الخاصة بـ DnaK ويمنع طي البروتين بمساعدة المرافق. الكيمياء الحيوية 40, 3016–3026 (2001).

سيفيلت ، إيه سي وآخرون. هيكل الببتيد المضاد للميكروبات للثدييات Bac7 (1–16) المرتبط داخل نفق خروج الريبوسوم البكتيري. الدقة الأحماض النووية. 44, 2429–2438 (2016).

وانج واي وآخرون. يمنع الببتيد المضاد للميكروبات GH12 عوامل الفوعة المسببة للسرطان العقدية الطافرة. J. عن طريق الفم ميكروبيول. 10, 1442089 (2018).

Giacomucci، S.، Cros، C. D. N.، Perron، X.، Mathieu-Denoncourt، A. & amp Duperthuy، M. ضمة الكوليرا. بلوس واحد 14، e0221431 (2019).

برانكاتيسانو ، إف إل وآخرون. التأثير التثبيطي للببتيد المضاد للميكروبات المشتق من الكبد البشري هيبسيدين 20 على الأغشية الحيوية للسلالات اللاصقة بين الخلايا متعددة السكاريد (PIA) المكورات العنقودية البشروية. الحشف الحيوي 30, 435–446 (2014).

Hilpert ، K. ، Volkmer-Engert ، R. ، Walter ، T. & amp Hancock ، R.E W. إنتاج عالي الإنتاجية من الببتيدات الصغيرة المضادة للبكتيريا مع نشاط محسن. نات. التكنولوجيا الحيوية. 23, 1008–1012 (2005).

تاكر ، إيه تي وآخرون. اكتشاف مضادات الميكروبات من الجيل التالي من خلال الفحص الذاتي البكتيري لمكتبات الببتيد المعروضة على السطح. زنزانة 172، 618-628 هـ 13 (2018). تصف هذه الدراسة منصة عرض مضادات الميكروبات السطحية المحلية لفحص عدد غير محدود من الببتيدات الدفاعية للمضيف لمجموعة متنوعة من الوظائف ، مما يزيد بشكل كبير من عدد متواليات الببتيد النشطة المعروفة..

Lee ، E. Y. ، Lee ، M.W ، Fulan ، B. M. ، Ferguson ، A.L & amp Wong ، G. التركيز على الواجهة 7, 20160153 (2017).

Etayash، H.، Pletzer، D.، Kumar، P.، Straus، S.K & amp Hancock، R.EW مشتق دوري من ببتيد مضيف الدفاع IDR-1018 يحسن استقرار الحالة للبروتين ويقمع الالتهاب ويعزز نشاط الجسم الحي. جيه ميد. تشيم. 63, 9228–9236 (2020).

مرتضى ، ر. وآخرون. تصميم الببتيدات المضادة للميكروبات التي تكون ثابتة وغير سامة وتقتل البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية في الفئران. نات. التكنولوجيا الحيوية. 37, 1186–1197 (2019). تظهر هذه الدراسة أن مشتقات الببتيد المدبّس أكثر فعالية وأقل سمية من الببتيدات التي تحدث بشكل طبيعي في نموذج مورين ذي صلة سريريًا للإنتان..

لوثر ، إيه وآخرون. المضادات الحيوية الكيميرية الببتيدومية ضد البكتيريا سالبة الجرام. طبيعة سجية 576, 452–458 (2019).

Carmona-Ribeiro، A. M. & amp Dias de Melo Carrasco، L. تركيبات جديدة للببتيدات المضادة للميكروبات. كثافة العمليات جيه مول. علوم. 15, 18040–18083 (2014).

هاني وإي إف وآخرون. اكتشاف بمساعدة الكمبيوتر من الببتيدات التي تهاجم على وجه التحديد الأغشية الحيوية البكتيرية. علوم. اعادة عد. 8, 1871 (2018). تصف هذه الدراسة طريقة لفحص مكتبات الببتيد لنشاط المضادات الحيوية وتطوير نماذج العلاقة الكمية بالنشاط لزيادة تحسين الببتيدات التي تم فحصها..

شو ، ل. وآخرون. تحويل الببتيدات المضادة للميكروبات واسعة الطيف إلى مضادات الميكروبات الخاصة بالأنواع القادرة على استهداف البكتيريا المسببة للأمراض بدقة. علوم. اعادة عد. 10, 944 (2020).

ليمون ، دي جيه وآخرون. بناء نظام T7Select المعدل وراثيًا للتعبير عن الببتيد المضاد للميكروبات 1018. J. ميكروبيول. 57, 532–538 (2019).

Haney، E.F، Trimble، M. J.، Cheng، J. T.، Vallé، Q. & amp Hancock، R.E W. الجزيئات الحيوية 8, 29 (2018).

سيري ، هـ وآخرون. جهاز كالجاري بيوفيلم: تقنية جديدة لتحديد سريع لحساسية المضادات الحيوية للأغشية الحيوية البكتيرية. J. كلين. ميكروبيول. 37, 1771–1776 (1999).

لوك ، إل دبليو وآخرون. تقييم التحقيقات القائمة على الببتيد تجاه التصوير التشخيصي في الجسم الحي للعدوى المرتبطة بالأغشية الحيوية البكتيرية. تصيب ACS. ديس. 6, 2086–2098 (2020).

Cieplik ، F. وآخرون. الأغشية الحيوية الدقيقة المستزرعة من منافذ فموية مختلفة في مرضى التهاب دواعم السن. J. عن طريق الفم ميكروبيول. 11, 1551596 (2018).

Wang، Z.، de la Fuente-Núñez، C.، Shen، Y.، Haapasalo، M. & amp Hancock، R.E W. بلوس واحد 10، e0132512 (2015).

Zhang، T.، Wang، Z.، Hancock، R.E W.، de la Fuente-Núñez، C. & amp Haapasalo، M. بلوس واحد 11، e0166997 (2016).

هوانغ ، إكس وآخرون. تأثير التعرض طويل الأمد للببتيدات على الأغشية الحيوية أحادية ومتعددة الأنواع في الأنابيب العاجية. J. Endod. 45, 1522–1528 (2019).

جنسن ، L. K. ، Johansen ، A. S. B. & amp Jensen ، H. E. نماذج Porcine من عدوى الأغشية الحيوية مع التركيز على علم الأمراض. أمام. ميكروبيول. 8, 1961 (2017).

خمتشوق ، ك.م وآخرون. نموذج فأر جديد لالتهاب الأذن الوسطى القيحي المزمن واستخدامه في تقييم المضادات الحيوية قبل السريرية. علوم. حال. 6، eabc1828 (2020). تصف هذه الدراسة نموذجًا ملائمًا سريريًا لالتهاب الأذن الوسطى القيحي المزمن (عدوى الأذن) وتوضح أهمية مراقبة العدوى المتكررة عند تحديد الفعالية العلاجية.

ستار ، سي جي وآخرون. التطور الجزيئي الاصطناعي للببتيدات المضادة للميكروبات المتوافقة مع الخلايا المضيفة الفعالة ضد البكتيريا المقاومة للأدوية والغشاء الحيوي. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 117, 8437–8448 (2020).


11.4F: الببتيدات المضادة للميكروبات - علم الأحياء

تم الإبلاغ عن أن الإنزيمات المحللة للبروتين يتم تنظيمها في BM بعد تكييفها للزرع ، وعن طريق إزالة ثلاثة أحماض أمينية N-terminal من العامل اللحمي 1 المشتق (SDF-1) ، تلغي نشاطها الكيميائي ، حتى لو كان الببتيد SDF-1 لا يزال قابلاً للاكتشاف بواسطة ELISA (الدقة السرطان. 201070: 3402). أبلغنا أيضًا أن الببتيدات الكاتيونية المضادة للميكروبات (CAMPs) ، مثل شظية انقسام بروتين C3 المتتالية C3a و b2-defensin و cathelicidin (LL-37) (اللوكيميا 2012 ، 26 ، 736) ، يعزز بشكل فعال استجابات الهجرة والاستجابة الموجهة لـ HSPCs إلى تدرج منخفض SDF-1 ، وهو أمر بالغ الأهمية للاحتفاظ بالنشاط الكيميائي SDF-1 في البيئة المكروية شديدة التحلل للبروتين من BM الناجم عن تكييف الزرع. يعتمد تأثير التمهيدي هذا على دمج مستقبلات CXCR4 في أطواف الدهون الغشائية ، وهي ظاهرة تسمح بتفاعل أكثر كفاءة لمستقبل CXCR4 مع بروتينات الإشارة في اتجاه مجرى النهر (الدم 2005101: 3784). ومع ذلك ، كنا ندرك أن تثبيط تكوين طوافة الدهون بواسطة b-methylcyclodextrin يثبط فقط 50٪ من تأثير تحضير CAMP ، مما يشير بقوة إلى مشاركة آليات أخرى. ومن المثير للاهتمام ، أنه تم الإبلاغ مؤخرًا عن أن LL-37 ، من خلال إشراك قنوات البانيكسين ، يعزز إطلاق ATP من الخلايا (J بيول. تشيم. 2008263: 30471) التي تم وصفها بأنها عامل كيميائي أوتوكراني يتم إفرازه عند الحافة الأمامية للهجرة الضامة والعدلات (العلوم 2006314: 1792). تم الإبلاغ أيضًا عن ATP الخارجي في فحوصات ترانويل لجذب HSPCs الكيميائي (الدم 2004104: 1662).

فرضية.

افترضنا أن HSPCs ، مثل الخلايا الأحادية والعدلات ، تطلق في طليعتها ATP ، وتستجيب لهذا الجاذب الكيميائي الذاتي. وبالتالي ، فإن هذه الظاهرة المعززة للهجرة من ATP الأوتوقراطية يمكن أن توفر ليس فقط نظرة ثاقبة جديدة للآليات التي تنظم هجرة HSPCs ولكن أيضًا تشرح بشكل أفضل تأثير التمهيدي لـ CAMPs إلى التدرج اللوني SDF-1 المنخفض أو المتناقص.

المنهج التجريبي.

أولاً ، قمنا باختبار استجابة الفأر والبشر ، والدم المحيطي المعبأ (mPB) - ودم الحبل السري البشري (UCB) المستمدة من HSPCs إلى النيوكليوتيدات خارج الخلية المختلفة بما في ذلك ATP عن طريق إجراء 1) فحوصات الهجرة العابرة ، 2) MAPKp42 / 44 ودراسات الفسفرة AKT ، و 3) تعبير RQ-PCR عن مستقبلات البيورينج المختلفة على HSPCs العادي. تمت دراسة التأثير الأولي لـ CAMPs على إفراز الأوتوكرين لـ ATP بواسطة HSPCS في فحوصات الانجذاب الكيميائي الوظيفي من خلال استخدام مضادات مستقبلات ATP واسعة الطيف suramin و apyrase ، وهو إنزيم يحط من ATP خارج الخلية.

نتائج.

لاحظنا أنه بالنسبة لجميع النيوكليوتيدات التي تم اختبارها (ATP و UTP و GTP و TTP و CTP) ، فإن ATP لديه أقوى نشاط كيميائي ضد HSPCs المشتق من الفئران والبشر ، والذي يرتبط بفسفرة MAPKp42 / 44 و AKT. على عكس HSPCs المشتق من BM ، تم تخفيف التأثير الكيميائي لـ ATP وتحريضه للإشارة بشكل كبير بالنسبة لـ HSPCs المشتقة من mPB و UCB ، مما يشير إلى إزالة حساسية مستقبلات السطح البيورينجي عن طريق النيوكليوتيدات الحرة خارج الخلية المنتشرة في بلازما الدم. الأهم من ذلك ، وجدنا أن تعرض HSPCs للسورامين أو الأبيريز قلل بشكل كبير (بنسبة 50 ٪) من تأثير فتيلة CAMPs في تعزيز استجابة هذه الخلايا لتدرج SDF-1 منخفض. أخيرًا ، وجدنا أن كلاً من ATP و CAMPs يتم إفرازهما من الخلايا اللحمية BM المشععة ، والتي توفر إشارة توجيه لم يتم تقديرها حتى الآن لـ HSPCs.

الاستنتاجات.

لقد أظهرنا أن ATP يفرز كعامل paracrine بواسطة خلايا انسجة BM أثناء التكييف للزرع وعن طريق ترحيل HSPCs في طليعتها يعزز انتقال HSPCs إلى منافذ BM. الأهم من ذلك ، توضح بياناتنا ، لأول مرة ، تورط حلقة تنظيمية لترحيل مستقبلات ATP-purinergic المستبدلة ، والتي تفسر بشكل أفضل تأثير التمهيدي المؤيد للهجرة الذي شوهد بعد تعرض HSPCs لـ CAMPs. نظرًا لأن CAMPs ، التي تعزز انتقال HSPCs إلى تدرج منخفض من SDF-1 يتم تنظيمها مثل ATP في BM المشع ، فإن كل هذه العوامل معًا تنظم استجابة HSPCs لتدرج SDF-1 المتناقص في البيئة المكروية المحللة للبروتين لـ BM مشروطة بالزرع. يجب استكشاف هذه الآليات بشكل أكبر لتحسين توجيه HSPCs بعد الزرع ، ونقوم حاليًا باختبار هذا الاحتمال في نماذج حيوانية مناسبة.


التحميل الان!

لقد سهلنا عليك العثور على كتب إلكترونية بتنسيق PDF دون أي حفر. ومن خلال الوصول إلى كتبنا الإلكترونية عبر الإنترنت أو عن طريق تخزينها على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، يكون لديك إجابات مناسبة مع الببتيدات المضادة للميكروبات. للبدء في العثور على الببتيدات المضادة للميكروبات ، فأنت محق في العثور على موقعنا الإلكتروني الذي يحتوي على مجموعة شاملة من الأدلة المدرجة.
مكتبتنا هي الأكبر من بين هذه المكتبات التي تحتوي على مئات الآلاف من المنتجات المختلفة الممثلة.

أخيرًا حصلت على هذا الكتاب الإلكتروني ، شكرًا على كل هذه الببتيدات المضادة للميكروبات التي يمكنني الحصول عليها الآن!

لم أكن أعتقد أن هذا سيعمل ، أظهر لي أفضل أصدقائي هذا الموقع ، وهو يعمل! أحصل على الكتاب الإلكتروني المطلوب

wtf هذا الكتاب الاليكترونى الرائع مجانا ؟!

أصدقائي غاضبون جدًا لدرجة أنهم لا يعرفون كيف أمتلك كل الكتب الإلكترونية عالية الجودة التي لا يعرفون عنها!

من السهل جدًا الحصول على كتب إلكترونية عالية الجودة)

الكثير من المواقع المزيفة. هذا هو أول واحد نجح! تشكرات

wtffff أنا لا أفهم هذا!

ما عليك سوى اختيار النقر ثم زر التنزيل ، وإكمال العرض لبدء تنزيل الكتاب الإلكتروني. إذا كان هناك استبيان يستغرق 5 دقائق فقط ، فجرب أي استطلاع يناسبك.