상표

Jul 09, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12619(2023) 이 기사 인용

282 액세스

10 알트메트릭

측정항목 세부정보

항생제 내성에 맞서기 위한 한 가지 전략은 새로운 종류의 항생제를 발견하는 것입니다. 대부분의 항생제는 어느 시점에서 세균막과 상호작용하여 완전성을 방해하거나 통과하게 됩니다. 따라서 막 결합에 대한 해리 상수(KD)와 수성상과 막상 사이의 분배 계수(KP)를 결정하기 위한 신뢰할 수 있고 효율적인 도구는 항균 히트를 발견하고 최적화하는 데 중요한 도구입니다. 여기서 우리는 트립토판의 고유 형광을 활용하여 발색단 라벨링의 필요성을 제거함으로써 마이크로 스케일 열영동(MST)이 KD의 라벨 없는 측정에 사용될 수 있음을 보여줍니다. 원리의 증거로서, 우리는 큰 단층 소포(LUV)와 스티렌 말레산(SMA) 및 4차 암모늄 SMA(SMA-QA)에 의해 조립된 두 가지 유형의 지질 나노디스크에 대한 작은 순환 AMP 세트의 결합을 측정하는 방법을 사용했습니다. ). 측정된 KD 값은 표면 플라스몬 공명(SPR)을 사용한 해당 측정과 잘 연관되어 있으며 S. 아우레우스 및 대장균에 대한 테스트된 AMP의 최소 억제 농도(MIC)를 광범위하게 반영합니다. 우리는 MST가 값비싼 시료 준비, 라벨링 및/또는 장비 시간에 의존하는 고급 연구를 준비하기 위해 펩타이드-지질 상호 작용을 빠르고 비용 효율적으로 검출하거나 시료 조건을 매핑하는 유망한 방법이라고 결론지었습니다.

항균 펩타이드(AMP)는 새로운 항생제 종류의 발견이 중단됨에 따라 다가오는 항균제 내성 위기에 대처하기 위한 영감의 원천으로 점점 더 주목을 받고 있습니다1. AMP는 항미생물 활성을 갖는 일종의 펩타이드이지만, 일부 항진균 및 항암 특성도 갖고 있는 것으로 알려져 있습니다2,3. 이는 일반적으로 약 12~50개의 아미노산으로 구성된 짧은 양이온성 펩타이드이며, 일반적으로 활동에 필요한 최소 4개의 잔기가 있습니다4. 대부분의 살아있는 유기체에서 발견되며, 선천성 면역 방어의 자연적이고 필수적인 구성 요소입니다5,6,7,8. 현재 항균 특성을 지닌 20,000개 이상의 펩타이드 서열이 전용 보관소9,10,11,12,13에 공개되어 잠재적인 치료 후보 풀을 제공하고 있습니다. 대부분의 AMP의 항균 작용 방식은 막 이중층의 완전성 및/또는 전위를 표적으로 삼거나 여러 표적과 작용 방식의 조합을 갖는 것으로 보입니다. 유지하는 데 드는 체력 비용이 더 높습니다. 일부 예외를 제외하면 이는 일반적으로 표적이 잘 정의된 기존 항생제와 대조됩니다. AMP의 두 번째 장점은 막을 완전히 통과할 필요가 없다는 것입니다. 막 활성 펩타이드는 종종 박테리아 막 자체를 방해, 투과 또는 용해함으로써 활동을 발휘합니다14,15.

박테리아 막에 대한 AMP 친화력은 종종 두 가지 방식으로 설명됩니다. 해리 상수 KD16을 통해 설명할 수 있는 결합 이벤트로서; 또는 지질과 AMP의 상호작용이 분할 상수 KP17을 특징으로 하는 지질상과 수성상 사이의 분할로 간주되는 2상 시스템으로 간주됩니다. 따라서 KD와 KP는 모두 표적 박테리아 막과의 상호 작용을 기반으로 화합물을 스크리닝하는 데 유용한 설명자입니다.

지질 친화도를 평가하는 데 사용되는 현재 방법에는 일반적으로 몇 가지 단점이 있습니다. 더 강한 결합(NMR)18에는 적용할 수 없고 결합에 영향을 미치는 라벨링(형광 분석)19이 필요하며 시간이 많이 걸리고(NMR 및 SPR)20,21 대량의 샘플(NMR)이 필요하거나 미세 조정이 필요할 수 있습니다. 각 개별 화합물(SPR 및 ITC)에 대해20,21. 마이크로 스케일 열영동(MST)은 이러한 단점이 없는 방법입니다. 이는 형광단과 형성된 복합체의 상대적 열영동 특성에 대한 결합 효과를 관찰하여 결합 매개변수 결정을 가능하게 하는 간단하지만 강력한 도구입니다. IR 레이저에 노출되었을 때 시간 경과에 따른 복합체의 형광 강도 변화를 모니터링하여 결합을 얻습니다. 레이저는 리간드 농도가 서로 다른 일련의 샘플을 가열하여 서로 다른 온도에서 용액 내 상대 깁스 에너지에 따라 분자의 재분배를 유발합니다(열영동). 리간드 결합 효과로 인한 형광 변화는 가열 및 재냉각 시 모니터링됩니다. 이 방법은 리간드 결합 복합체의 접힘, 모양, 용매화 껍질, 전하 또는 전체 크기의 변화에 ​​민감합니다. 이러한 변화는 복합체의 열영동 특성뿐만 아니라 동적 및 정적 담금질을 변경하여 형광단의 국소 환경에 영향을 미칠 수 있으며 MST는 결합으로 인해 발생하는 특성의 잠재적으로 사소한 변화에 민감하게 됩니다. MST는 현재 다양한 기질22 및 중합24에 대한 리간드의 결합을 포함하여 생체분자 상호작용을 평가하는 데 주로 사용됩니다. Yu et al.의 이전 MST 관련 응용 프로그램. FITC-라벨링을 사용하여 AMP의 결합을 평가했습니다. MST는 W, Y 및 F와 같은 본질적으로 형광성 아미노산을 활용하여 형광단 라벨링 또는 라벨 프리를 사용하여 수행할 수 있습니다. 많은 AMP에서 W가 거의 편재되어 있기 때문에 W의 고유 형광을 활용하여 직접 AMP 결합 특성을 연구할 수 있는 기회를 제공합니다. MST의 추가적인 중요한 장점은 낮은 샘플 요구 사항, 짧은 측정 시간 및 간단한 실험 설정입니다.