Una simulazione della struttura e della funzione del peptide antimicrobico
I peptidi antimicrobici sono oligopeptidi i quali risultano parte nelle risposte immunitarie innate, sia nei procarioti sia negli eucarioti. Negli animali, sono presenti essenzialmente nei tessuti e negli organi esposti a patogeni in sospensione nell’aria. Sono stati scoperti o sintetizzati oltre 5 000 peptidi antimicrobici diversi. Anche se i peptidi antimicrobici presentano enormi potenzialità con funzione antibiotica, il loro meccanismo d’azione rimane poco chiaro. Il progetto AMDERM (The action mechanism of human antimicrobial peptide dermcidin), finanziato dall’UE, ha lavorato sulla dermcidina (DCD) del peptide antimicrobico, secreta dalle ghiandole sudoripare umane. La DCD si compone di 48 aminoacidi ed evidenzia attività antimicrobiche ad ampio spettro nel sudore umano. I ricercatori hanno indagato sui meccanismi selettivi dell’attività antibatterica della DCD. Hanno scoperto che la DCD forma canali ionici su membrane batteriche, distruggendo di conseguenza il residuo potenziale delle cellule e causando la morte cellulare. Servendosi di simulazioni al calcolatore multiscala e esperimenti ei elettrofisiologia, hanno valutato gli effetti della composizione della membrana sull’attività della DCD. Modificando lo spessore del doppio strato lipidico e l’abbondanza di colesterolo, hanno osservato che l’orientamento della DCD dipendeva in modo critico dalla composizione e dallo spessore della membrana. L’orientamento incideva anche sulla conduttività ionica del canale e, quindi, sulla funzione della DCD: a una membrana più sottile corrispondeva un angolo di inclinazione più ampio della DCD nella membrana, una conduttanza maggiore e, di conseguenza, una maggiore attività. Anche se si è in attesa della validazione sperimentale, queste scoperte ottenute in silico hanno fornito una prova senza precedenti del meccanismo d’azione della DCD. Mentre potrebbero eventualmente essere utilizzate per la formulazione e l’ottimizzazione di nuovi antibiotici basati su DCD, sarebbero essenziali ulteriori ricerche per scoprire il ruolo della DCD rispetto a specifici gruppi di batteri patogeni.
Parole chiave
Peptide antimicrobico, dermcidina, ghiandola sudoripara, canale ionico, membrana, simulazione al calcolatore, conduttività ionica
