人类蛋白质的筛选显示一些具有抗菌能力
生物

人体产生许多抗菌肽,帮助免疫系统抵御感染。科学家们希望利用这些肽作为潜在的抗生素,现在发现人体内的其他肽也具有有效的抗菌作用,扩大新的抗生素候选群体。

在新的研究中,麻省理工学院和那不勒斯大学的研究人员发现,胃蛋白酶原蛋白的碎片,一种用来消化胃中食物的酶,能杀死沙门氏菌和大肠杆菌等细菌。大肠杆菌

研究人员认为,通过修改这些肽以增强其抗菌活性,他们可能能够开发出合成肽,可以用作抗耐药细菌的抗生素。

“这些肽确实是一个很好的工程模板。现在的想法是利用合成生物学进一步修改它们,使它们更有效力,“Cesar de la Fuente Nunez说,麻省理工学院博士后和AcReess基金会研究员以及论文的高级作者之一。

麻省理工学院的其他论文作者,最近发表在《ACS合成生物学》杂志上,是Timothy Lu,电气工程、计算机科学和生物工程副教授,还有马塞洛·德·托罗斯·托雷斯,以前的客座学生。

发现新函数


抗菌肽,几乎在所有的生物中都能找到,能杀死许多微生物,但它们的药效一般不足以单独作为抗生素。

许多科学家,包括De la Fuente Nunez和Lu,一直在探索创造这些肽更有效版本的方法,希望能找到新的武器来对付抗抗生素细菌带来的日益严重的问题。

在这项研究中,研究人员想探索在人体内发现的其他蛋白质,除了以前已知的抗菌肽,可能也能杀死细菌。为此,他们开发了一种搜索算法,分析人类蛋白质序列的数据库,寻找与已知抗菌肽的相似之处。

“这是一种数据挖掘方法,可以很容易地找到以前未被探索过的肽,“德拉富恩特努内斯说。“我们知道与经典抗菌肽有关的模式,搜索引擎通过数据库,找到与我们所知道的相似的模式,组成一种杀死细菌的肽。”“

鉴定出约800种可能具有抗菌活性


在将近2个屏幕上,000种人类蛋白质,该算法识别出大约800种可能的抗菌活性。在美国化学学会合成生物学论文中,研究小组专注于肽胃蛋白酶原,其作用是分解食物中的蛋白质。

胃蛋白酶原由胃细胞分泌后,胃里的盐酸与胃蛋白酶原混合,将其转化为胃蛋白酶A,消化蛋白质,变成了其他的小碎片。

那些碎片,以前没有已知功能,作为候选人出现在抗菌筛选中。

一旦研究人员确定了这些候选人,他们对实验室培养皿中的细菌进行了测试,发现它们可以杀死多种微生物,包括食源性病原体,比如沙门氏菌和大肠杆菌。大肠杆菌和其他人一样,包括铜绿假单胞菌,常感染囊性纤维化患者的肺部。这种效应在两种酸性酸碱度下都能看到,与胃相似,中性pH值。

“人类的胃受到许多致病细菌的攻击,因此,我们应该有一个主机防御机制来保护自己免受此类攻击,“德拉富恩特努内斯说。

更有效的药物


研究人员还检测了这三种胃蛋白酶原片段对一种铜绿假单胞菌皮肤感染小鼠的作用。并发现这些肽能显著减少感染。

肽杀死细菌的确切机制尚不清楚,但研究人员的假设是,它们的正电荷使肽结合到带负电荷的细菌膜上,并在膜上穿孔,一种类似于其他抗菌肽的机制。

研究人员现在希望修改这些肽以使它们更有效,因此它们可能被用作抗生素。他们也在从人类以外的生物中寻找新的肽,他们还计划进一步研究该算法识别的其他一些人类肽。

“我们有所有这些分子的图谱,下一步是证明每一种药物是否都具有抗菌性能,以及每一种药物是否可以开发成一种新的抗菌药物,“德拉富恩特努内斯说。

//www.bjgzb.com/wp-content/uploads/2018/09/gettyimages-861992194-1024x683.jpg//www.bjgzb.com/wp-content/uploads/2018/09/gettyimages-861992194-300x300.jpg戴维奥里奥登生物生物医学生物药剂学,MIT
人体产生许多抗菌肽,帮助免疫系统抵御感染。科学家们希望利用这些肽作为潜在的抗生素,现在发现人体内的其他肽也具有有效的抗菌作用,扩大新抗生素的候选范围。在新的…