Динамика взаимодействия некоторых антимикробных пептидов с биомембранами

• Автор: Левцова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список использованных сокращений.

Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Атимикробные пептиды, пептаиболы

1.1.2. Биологическая активность псптаиболов

1.1.3. Действие на клетки млекопитающих

1.1.4 Специфичность действия пептаиболов.

1.1.5. Биосинтез псптаиболов

1.1.6. Структура пептаиболов

1.2. Механизм действия

1.2.1. Модели образования каналов.
1.3. Трансмембранные каналы, образуемые пептаиболами
1.3.1. Встраивание в липидный бислой
1.3.2. Потенциалзависимая активация каналов
1.3.3. Проводимость каналов.
1.3.4. Теоретические оценки проводимости пептаиболовых каналов
1.3.5. Селективность каналов
1.3.6. Теоретические исследования аламетицина.
1.4. Зервамицин ИВ, представитель класса пептаиболов
1.4.1. Структура молекулы зервамицина ИВ
1.4.2 Проводимость зервамицииового канала.
Глава 2.Метод молекулярной динамики.
2.1 .Физические основы
2.2 Валентные взаимодействия
2.3. Невалентные взаимодействия.
2.4 Численное интегрирование
2.5 Поддержание постоянной температу ры.
2.5.1 Термостат Бсрендсена
2.5.2 Столкновитсльный термостат
2.5.3 Стохастическая динамика.
2.6. Поддержание постоянного давления.
2.7. Неравновесная молекулярная динамика
Глава 3. Динамика зервамицина ИВ в воде и в метаноле
3.1 МДпротокол .
3.2 Влияние аминокислотных замен на динамику спиральной структуры зервамицина НВ в воде и в метаноле
3.3 Димсризация молекул зервамицина НВ в воде.
Глава 4. Взаимодействие зервамицина ИВ с липидными бислоями, моделирующими мембрану эукариот и прокариот.
4.1 Исследуемые системы и МДпротокол.
4.2.Взаимодействие зервамицина с поверхностью мембраны
4.2.1 .Взаимодействие с ПОФХ
4.2.2 Взаимодействие с ПОФЭ и ПОФГ
4.2.3 Димеризация молекул 2гуИВ на поверхности мембраны
4.3.4 Конформационные изменения молекул зсрвамицина В в различных системах.
4.4. Встраивание зервамицина ИВ в мембрану
4.4.1. Встраивание в ПОФХ.
4.4.2. Встраивание в ПОФГ и ПОФЭ.
Глава 5. Динамика моделей зервамицинового канала
5.1 Исследуемые системы и МДпротокол.
5.2 Конформационная стабильность каналов
5.3 Внутренний интерьер каналов.
5.4 Прохождение ионов через нору канала 5
Заключение .
Выводы.
Благодарности
Список литературы


Антимикробные агенты представляют собой широкий спектр химических соединений от небольших молекул до достаточно сложных полипептидов 2, 3. Структурное разнообразие антибиотиков соответствует разнообразию механизмов действия, их мишеныо могут быть различные клеточные структуры цитоплазматическая мембрана, ДНК, рибосомы, разнообразные ферменты и т. У высших организмов антимикробные агенты являются основной составляющей врожденного иммунитета 4. Большую группу антимикробных агентов составляют мембранактивные пептиды. Выбор мембраны как мишени обладает рядом преимуществ. Расположение ее па поверхности клеток позволяет быстро действовать, а участие во многих жизненно важных и консервативных процессах обеспечивает широкий спектр действия и препятствует образованию резистентных штаммов. Данные пептиды образуются в организмсхозяине двумя способами у животных и растений они являются продуктами посттрансляционной модификации рибосомальный синтез, а у грибов продуцируются специальными комплексами синтстазами нерибосомальный синтез. Представителем последних является класс пептаиболов 5, 6. Пептаиболы продуцируются почвенными грибами родов ТпсЬоАегта и ЕтепсеИорям и родственными им. Некоторые представители паразитируют на других грибах и в связи с этим используются как биозащитные агенты при борьбе с грибковыми заболеваниями растений. Рис. i i Сi i . Рис. Нестандартные аминокислотные остатки, встречающиеся в молекулах пептанболов. i аампнопзомаслянная кислота, Iv нзовалнн, i феннлаланинол, Бтрансгндроксииролил. Биологическая активность пептанболов. Пептаиболы обладают значительной антибактериальной активностью по отношению к грамположительным бактериям и менее активны против грамотрицательных бактерий 7. Различные штаммы i паразиты человека, животных и растений чувствительны к большинству природных пептанболов. Аламетицин ингибирует рост микоплазмы бактерии, лишенной клеточной стенки . Пептаиболы группы трихорзинов активны против , i и . Многие пептаиболы эффективны против эндо и эктопаразитов амеб, нематод 8, . Трихорзианин А и В ингибирует рост и вызывает лизис клеток амебы ii в концентрациях порядка 7мкМ, при этом действие пептанболов уменьшается при встраивании холестерола в клеточную мембрану. Особенно они активны в смеси с гидролазами клеточной стенки хитиназа и 31,3глюконаза. Гидролазы частично разрушают клеточную стенку и открывают доступ пептаиболам к клеточной мембране . Пептаивирины А и В обладают сильной ингибирующей активностью в отношении к вирусу табачной мозаики. Во многих случаях действием пептаиболов на эукариотические клетки начинается с митохондрий . Молекулы пептаиболов разрушают внутреннюю мембрану митохондрий и разобщают цепь окислительного фосфорилирования . При этом длинные пептаиболы более активны чем короткие. Однако пептаиболы не действуют на мембраны тонопластов растений . Данное свойство пептаиболов используется в экспериментах по изучению внутреннего содержимого митохондрий, как наименее инвазивный метод для увеличения проницаемости митохондриальных мембран . Некоторые пептаиболы, такие как трихоселлины АИ и ВН индуцируют выделение катехоламинов из клеток надпочечников, вызывая ток Са2 . Эта активность напрямую связана с каналформирующим свойством пептаиболов. Была показана способность пептаиболов активировать аденилат и гунилат циклазы. Добавление очень малых концентраций аламетицина в культуру клеток мышиных лимфоцитов вызывало спонтанную проницаемость плазматической мембраны для АТФ и вызывало аденилатциклазную активность в клетке . Трихорзин НА V является антагонистом кальцитонинового рецептора . Для аламетицина подобной активности не было показано. ОуеиУЬРго1. АЬуаСп1. Рис. Пептаиболы также проявляют цитотоксическую активность против раковых клеток 9, , . Различная специфичность действия антимикробных пептидов на клетки эукариот и прокариот обусловлена липидным составом клеточной мембраны.