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黄蜂毒液被重新用作抗生素药物

黄蜂和蜜蜂等昆虫的毒液中充满了可以杀死细菌的化合物。不幸的是,这些化合物中的许多对人也是有毒的,因此不可能将它们用作抗生素。

在对通常在南美黄蜂中发现的毒素的抗菌特性进行了系统的研究后,麻省理工学院的研究人员现在创建了该肽的变体,该变体对细菌有效,但对人细胞无毒。

在对小鼠的研究中,研究人员发现,它们最强的肽可以完全消除铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),铜绿假单胞菌是一种引起呼吸道和其他感染并且对大多数抗生素具有抗性的细菌。

麻省理工学院的博士后Cesar de la Fuente-Nunez说:“我们已经将一种有毒的分子重新设计成一种可以用来治疗感染的分子。”“通过系统地分析这些肽的结构和功能,我们已经能够调节它们的特性和活性。”

De la Fuente-Nunez是该论文的高级作者之一,该论文发表在12月7日的《化学》杂志上。自然通讯生物学杂志。麻省理工学院电气工程,计算机科学和生物工程副教授蒂莫西·卢(Timothy Lu)和巴西ABC联邦大学副教授瓦尼·奥利维拉(Vani Oliveira)也是资深作者。该论文的主要作者是麻省理工学院的前访问学生Marcelo Der Torossian Torres。

有毒变种

作为免疫防御的一部分,包括人类在内的许多有机体都产生可以杀死细菌的肽。为了帮助抵抗抗生素抗性细菌的出现,许多科学家一直在尝试使这些肽成为潜在的新药。

de la Fuente-Nunez及其同事着重研究的肽是从一种称为“ Polybia paulista”的黄蜂中分离出来的。这种肽足够小-只有12个氨基酸-研究人员认为,创建该肽的某些变体并对其进行测试以查看它们是否可能对微生物更有效且对人体的危害较小是可行的。

de la Fuente-Nunez说:“这是一种足够小的肽,您可以尝试使其尽可能多地突变为氨基酸残基,从而弄清楚每种结构单元如何促进抗菌活性和毒性。”

像许多其他抗微生物肽一样,这种毒液衍生肽被认为可以通过破坏细菌细胞膜来杀死微生物。该肽具有α螺旋结构,已知与细胞膜强烈相互作用。

在研究的第一阶段,研究人员创建了数十种原始肽的变体,然后测量了这些变化如何影响肽的螺旋结构及其疏水性,这也有助于确定肽与膜的相互作用程度。然后,他们针对7种细菌菌株和2种真菌对这些肽进行了测试,从而使它们的结构和理化性质与抗菌能力相关联成为可能。

根据他们确定的结构-功能关系,研究人员随后设计了另外几十个肽用于进一步测试。他们能够确定疏水性氨基酸和带正电荷的氨基酸的最佳百分比,并且他们还鉴定了一组氨基酸,其中任何变化都会损害分子的整体功能。

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