Symulacja struktury i funkcji peptydu przeciwbakteryjnego
Peptydy przeciwbakteryjne to oligopeptydy występujące u prokariontów i eukariontów, i będące częścią odpowiedzi obronnej organizmu. U zwierząt występują najczęściej w tkankach i narządach narażonych na patogeny przenoszone przez powietrze. Do tej pory odkryto lub zsyntetyzowano 5000 różnych peptydów przeciwbakteryjnych. Wprawdzie peptydy przeciwbakteryjne mogą stanowić potencjalne antybiotyki, jednak ich mechanizm działania nie został jeszcze dobrze poznany. Podczas finansowanego przez UE projektu AMDERM (The action mechanism of human antimicrobial peptide dermcidin) naukowcy badali peptyd przeciwbakteryjny, dermcydynę (DCD), który jest wydzielany przez gruczoły potowe człowieka. DCD jest zbudowana z 48 aminokwasów i wykazuje działanie przeciwbakteryjne o szerokim spektrum w pocie człowieka. Badacze analizowali selektywny mechanizm działania przeciwbakteryjnego DCD. Odkryli, że DCD tworzy kanały jonowe na błonach komórek bakteryjnych, pozbawiając je potencjału spoczynkowego i powodując ich śmierć. Korzystając z wieloskalowych symulacji komputerowych i doświadczeń elektrofizjologicznych, naukowcy oceniali wpływ składu błony na aktywność DCD. Zmieniając grubość dwuwarstwy lipidowej i zawartość cholesterolu zaobserwowali, że orientacja DCD jest ściśle uzależniona od składu i grubości błony. Orientacja miała z kolei wpływ na przewodnictwo jonowe a tym samym na działanie DCD: im cieńsza błona, tym większy kąt nachylenia DCD w błonie, a tym samym większe przewodnictwo i silniejsze działanie peptydu. Wprawdzie te wyniki uzyskane in silico wymagają jeszcze walidacji doświadczalnej, jednak dostarczyły wartościowej wiedzy na temat mechanizmu działania DCD. Aby mogły zostać wykorzystane do zaprojektowania i optymalizacji antybiotyków na bazie DCD, wymagane są dalsze badania nad działaniem DCD wobec określonych grup patogennych bakterii.
Słowa kluczowe
Peptyd przeciwbakteryjny, dermcydyna, gruczoł potowy, kanał jonowy, błona, symulacja komputerowa, przewodnictwo jonowe
