Синтез и сравнительная оценка антимикробной активности катионных пептидов.

Автор: Галкина Анастасия Андреевна¹

Соавторы: Болякина Дарья Константиновна¹, Третьякова Александра Борисовна¹, Шатилова Анастасия Витальевна¹, Шатилов Артем Андреевич¹, Бабихина Марина Олеговна¹, Голомидова Алла Константиновна², Андреев Сергей Михайлович¹, Шершакова Надежда Николаевна¹, Хаитов Муса Рахимович^1,3.

¹Федеральное государственное бюджетное учреждение “Государственный научный центр “Институт иммунологии” Федерального медико-биологического агентства России,

 ²Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского Российской академии наук,

 ³Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Россия, Москва

В настоящее время стало очевидным, что нерегулируемое чрезмерное использование антибиотиков способствует развитию резистентности бактерий, в связи с чем возникает необходимость поиска и разработки новых подходов к лечению инфекционных заболеваний. Среди них перспективными средствами для антимикробной терапии являются катионные антимикробные пептиды (КАМП). Основной целью данного исследования были разработка и синтез линейных (КЛП) и дендримерных (КДП) катионных пептидов, а также оценка их противомикробной активности.

Все пептиды были синтезированы твердофазным методом, очищены путем ВЭЖХ, и их структура (молекулярная масса) подтверждена масс-спектрометрией (MALDI-TOF). Дизайн аминокислотных последовательностей предусматривал создание амфифильной структуры и наличие существенного позитивного заряда, способных дестабилизировать бактериальную мембрану. Антибактериальную активность КЛП и КДП оценивали в отношении E.coli Dh5α методами диффузии в агар с использованием дисков, подсчета колоний и серийных разведений. В качестве положительного контроля служил известный антибиотик ампициллин. Для оценки антибактериальной активности КАМП методами серийных разведений и подсчета колоний культуру E.coli инкубировали с различными концентрациями пептидов в жидкой питательной среде в течение 4 часов при 37°С, а затем на твердой агаризованной среде в течение ночи при 37°С. Оценка антимикробной активности основывалась на расчете минимальной бактерицидной концентрации (МБК) и минимальной ингибирующей концентрации (МИК).

Нами был разработан и синтезирован 21 пептид, содержащий от 7 до 25 аминокислот в последовательности, с зарядами от +5 до +16, а молекулярные массы данных пептидов находились в пределах 3500 Да. Среди этих катионных пептидов наибольшую антибактериальную активность проявили линейные пептиды AB-2, АB-1, AB-3 и дендримерные пептиды ST-10 и AB-4. Линейные пептиды АВ-2, АВ-1 и АВ-3 длиной 20, 13, 25 аминокислот и с молекулярной массой 2142, 1737 и 3328 Да, соответственно, а ST-10 и AB-4 — КДП длиной 23, 21 аминокислота и с молекулярной массой 2749 и 2754 Да, соответственно. При нанесении на агар, AB-2, AB-3 и ST-10 демонстрировали зону лизиса. В ходе проведения исследования методом подсчета колоний значения МБК катионных пептидов для E. coli составляли 1,15 (АВ-1), 0,7 (ST-10), 0,7 (АВ-4), и 0,1 мМ (АВ-3), тогда как значение МБК для положительного контроля было равно 0,7 мМ. Значения МИК для АВ-1, ST-10 и АВ-4 составляли 1,15, 0,14 и 0,029 мМ, соответственно.

Синтезированные катионные пептиды продемонстрировали выраженную антимикробную активность в отношении штамма E.сoli Dh5α в условиях in vitro. Очевидно, что, с учетом их дальнейшей модификации, эти соединения могут стать основой разработки эффективных противомикробных средств.