New family of peptides from extremophile show antibiotic promise — ABC Chemicals


Новое семейство пептидов, несущих беспрецедентное количество биологически чрезвычайно необычных D-аминокислот — в отличие от гораздо более распространенного L-изомера — было обнаружено путем просеивания через осадок Большого Соленого озера в Юте в поисках уникального бактерии. Эти салинипептины также не являются странностью, они обладают антибиотической и противоопухолевой активностью.

Большое Соленое озеро также известно как Мертвое море Америки, но, несмотря на его негостеприимную репутацию, оно является домом для многих экстремофильных бактерий, которые могут выжить в исключительно соленой среде. «Мы заметили, что отложения Большого Соленого озера остались сложными, неисследованными», — говорит соавтор и химик по натуральным продуктам Джеки Винтер. «Но осадки наполняются нитевидными бактериями и грибами. Поскольку эти организмы адаптировались к уникальной соленой среде озера, они производят химические продукты, которые мы обычно не видим где-либо еще ».

Салинипептины — это редкий вид пептида, вырабатываемый галотолерантом Streptomyces виды. Они содержат девять D-аминокислот, которые изомеризуются из своих аналогов L-аминокислот серией ферментативных реакций после трансляции. D-аминокислоты практически неизвестны жизни — при анализе базы данных более 187 миллионов аминокислот обнаружено только 837 D-изомеров. Однако Уинтер говорит: «D-аминокислоты не так уж редки в мире натуральных продуктов. Просто случается, что рибосомы не могут обычно включать их в пептиды и белки, поэтому они обычно являются продуктами различных посттрансляционных модификаций ».

D-аминокислоты делают соединения весьма привлекательными для биомедицинских применений. «Бактерии могут использовать эти пептиды в качестве« химических боевых агентов »против своих соседей, чтобы конкурировать за питательные вещества или пространство», — говорит Уинтер. Следовательно, они потенциально очень хорошие антибиотики. Более того, «поскольку [D-аминокислоты] не являются обычными строительными блоками, они демонстрируют некоторую дополнительную устойчивость против быстрого метаболизма нашими протеазами», — объясняет Бен Наман, доцент, работающий в области исследования натуральных продуктов в Университете Нинбо в Чжэцзяне, Китай, который не был вовлечен в эту работу. «D-аминокислоты привлекают внимание в последние годы, так как они могут также придавать определенный уровень специфичности соответствующим биологическим мишеням», — добавляет он. Испытания показали, что салинипептины показали антибиотическую активность против нескольких патогенов. Они также показали многообещающую противоопухолевую активность против клеточных линий глиобластомы и рака толстой кишки.

Чтобы лучше понять, как бактерии Большого Соленого озера производят этот вид соединения, химики также провели подробный генетический анализ. «Использование геномной информации здесь помогло выяснить структуру», — говорит Наман. «Сравнивая этот прогноз с наблюдаемой конфигурацией, они могут идентифицировать посттрансляционные модификации».

Определение генов, кодирующих биосинтез салинипептина, также может помочь увеличить их производство. «Поскольку они содержат довольно много непротеиногенных аминокислот, эти пептиды трудно получить традиционными синтетическими методами», — говорит Винтер. «Характеризуя клеточный механизм, который природа использует для синтеза этих молекул, мы можем переместить гены к более подходящему хозяину и разработать платформу, которая дает более высокие выходы желаемых соединений».

Зима и ее команда теперь надеются, что они найдут больше новых натуральных продуктов в отложениях Большого Соленого озера. «Это отличный ресурс для поиска новых соединений, содержащих новые химические строительные леса», — говорит Винтер. «Это может привести к появлению новых антибиотиков».







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *