RU2302425C2 - Peptides exhibiting antimicrobial activity - Google Patents

Peptides exhibiting antimicrobial activity Download PDF

Info

Publication number
RU2302425C2
RU2302425C2 RU2005128151/13A RU2005128151A RU2302425C2 RU 2302425 C2 RU2302425 C2 RU 2302425C2 RU 2005128151/13 A RU2005128151/13 A RU 2005128151/13A RU 2005128151 A RU2005128151 A RU 2005128151A RU 2302425 C2 RU2302425 C2 RU 2302425C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lys
ltamp
peptides
leu
peptide
Prior art date
Application number
RU2005128151/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005128151A (en
Inventor
Сергей Александрович Козлов (RU)
Сергей Александрович Козлов
Александр Александрович Василевский (RU)
Александр Александрович Василевский
Алексей Валерьевич Феофанов (RU)
Алексей Валерьевич Феофанов
Александр Сергеевич Арсеньев (RU)
Александр Сергеевич Арсеньев
Евгений Васильевич Гришин (RU)
Евгений Васильевич Гришин
Original Assignee
Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук filed Critical Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук
Priority to RU2005128151/13A priority Critical patent/RU2302425C2/en
Publication of RU2005128151A publication Critical patent/RU2005128151A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2302425C2 publication Critical patent/RU2302425C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnological methods.
SUBSTANCE: two forms of peptide H2N-Ser1-Met2-Trp3-Ser4-Gly5-Met6-Trp7-Arg8-Arg9-Lys10-Leu11-Lys12-Lys13-Leu14-Arg15-Asn16-Ala17-Leu18-Lys19-Lys20-Lys21-Leu22-Lys23-Gly24-Glu25-X, where X is free carboxylic group or Lys26 are isolated from Central Asian spider Lachesana tarabaevi, the both exhibiting antimicrobial; activity.
EFFECT: enlarged assortment of antimicrobial agents.
4 dwg, 2 tbl, 9 ex

Description

Изобретение относится к биохимии, конкретно к биологически активным пептидам, обладающим антимикробным действием, которые могут найти применение в биотехнологии и медицине.The invention relates to biochemistry, specifically to biologically active peptides with antimicrobial activity, which may find application in biotechnology and medicine.

Число известных антибиотиков растет высокими темпами, источником природных служат бактерии, грибы, растения и животные, многие являются продуктом химического синтеза de novo. Тем не менее, лишь около 200 антибиотиков находят реальное применение в медицинской практике, большинство же не используется в силу ряда причин (токсичности, инактивации в организме и др.). Ряд антибиотиков являются незаменимыми лечебными препаратами, применяющимися при инфекциях, ранее считавшихся неизлечимыми. Однако ввиду возрастания числа микроорганизмов, вызывающих инфекционные заболевания, а также ввиду изменения этиологической структуры инфекционных заболеваний актуальна проблема поиска новых антибиотиков.The number of known antibiotics is growing rapidly, bacteria, fungi, plants and animals serve as natural sources, many are de novo chemical synthesis products. Nevertheless, only about 200 antibiotics are actually used in medical practice, while most are not used for a number of reasons (toxicity, inactivation in the body, etc.). A number of antibiotics are indispensable medications used for infections previously considered incurable. However, due to the increase in the number of microorganisms causing infectious diseases, as well as due to changes in the etiological structure of infectious diseases, the problem of finding new antibiotics is urgent.

Необходимость такого поиска еще более очевидна, если принять во внимание проблему резистентности микроорганизмов. При широком применении антибиотиков в качестве лечебных препаратов происходит быстрое накопление форм микроорганизмов, устойчивых к этим соединениям, клинически существенная резистентность возникает за период от нескольких месяцев до нескольких лет. Подавляющее большинство используемых антибиотиков относятся к одному из структурных классов соединений, среди которых только один является относительно новым, а остальные были введены в клиническую практику более 40 лет назад, т.е. налицо "инновационный вакуум" в области изобретения принципиально новых противомикробных средств [Walsh, С. 2003. Where will new antibiotics come from? Nat. Rev. Microbiol. 1: 65-70]. Необходимо отметить, что известны случаи устойчивости распространенных патогенов человека, таких как Enterococcus faecalis, Mycobacterium tuberculosis, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae. Vibrio cholerae и многих других, практически к любому из применяемых препаратов [Walsh, С. 2000. Molecular mechanisms that confer antibacterial drug resistance. Nature 406: 775-781].The need for such a search is even more obvious if we take into account the problem of resistance of microorganisms. With the widespread use of antibiotics as therapeutic drugs, there is a rapid accumulation of forms of microorganisms resistant to these compounds, clinically significant resistance occurs over a period of several months to several years. The vast majority of antibiotics used belong to one of the structural classes of compounds, among which only one is relatively new, and the rest were introduced into clinical practice more than 40 years ago, i.e. there is an “innovative vacuum” in the field of invention of fundamentally new antimicrobial agents [Walsh, S. 2003. Where will new antibiotics come from? Nat. Rev. Microbiol. 1: 65-70]. It should be noted that cases of resistance of common human pathogens are known, such as Enterococcus faecalis, Mycobacterium tuberculosis, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae. Vibrio cholerae and many others, to almost any of the drugs used [Walsh, S. 2000. Molecular mechanisms that confer antibacterial drug resistance. Nature 406: 775-781].

В ходе исследований механизмов, лежащих в основе защитных реакций организма хозяина на появление патогена, открыт новый класс природных антибиотиков, продуцируемых животными и высшими растениями. Оказалось, что большую роль в отражении атаки патогенов иммунной системой хозяина играют т.н. антимикробные пептиды. На сегодняшний день благодаря накопленным экспериментальным данным сформировано представление об этих молекулах как универсальном и эволюционно древнем механизме защиты растительных и животных организмов от патогенов [Finlay, B.B., Hancock, R.E.W. 2004. Can innate immunity be enhanced to treat microbial infections? Nat. Rev. Microbiol. 2: 497-504].In the course of studies of the mechanisms underlying the protective reactions of the host organism to the appearance of a pathogen, a new class of natural antibiotics produced by animals and higher plants was discovered. It turned out that a large role in repelling the attack of pathogens by the host immune system is played by the so-called antimicrobial peptides. Today, thanks to the accumulated experimental data, an idea has been formed about these molecules as a universal and evolutionarily ancient mechanism for protecting plant and animal organisms from pathogens [Finlay, B.B., Hancock, R.E.W. 2004. Can innate immunity be enhanced to treat microbial infections? Nat. Rev. Microbiol. 2: 497-504].

Несмотря на существование более сильных антибиотиков, антимикробные пептиды обладают рядом преимуществ. Способность быстро убивать клетки-мишени, необычайно широкий спектр действия, активность в отношении штаммов, резистентных к другим антибиотикам, а также относительная трудность в селекции устойчивых мутантов in vitro позволяют рассматривать эти вещества в качестве основы для создания эффективных лекарств, особенно на фоне снижения эффективности обычных антибиотиков ввиду возрастания числа резистентных штаммов [Hancock, R.E.W., Lehrer, R. 1998. Cationic peptides: a new source of antibiotics. Trends Biotechnol. 16: 82-88].Despite the existence of stronger antibiotics, antimicrobial peptides have several advantages. The ability to quickly kill target cells, an unusually broad spectrum of activity, activity against strains resistant to other antibiotics, and the relative difficulty in breeding resistant mutants in vitro allow us to consider these substances as the basis for creating effective drugs, especially against the background of a decrease in the effectiveness of conventional antibiotics in view of the increasing number of resistant strains [Hancock, REW, Lehrer, R. 1998. Cationic peptides: a new source of antibiotics. Trends Biotechnol. 16: 82-88].

На сегодняшний день известно несколько сотен антимикробных пептидов [Brahmachary, М. et al. 2004. ANTIMIC: a database of antimicrobial sequences. Nucleic Acids Res. 32: D586-D589], среди которых выделяют несколько структурных классов [Brogden, K.A. 2005. Antimicrobial peptides: pore formers or metabolic inhibitors in bacteria? Nat. Rev. Microbiol. 3: 238-250]. Однако для большинства антимикробных пептидов мишенью действия, по-видимому, являются мембраны клеток патогенных организмов, а механизмом действия - нарушение нормальной проницаемости этих мембран. Для подавляющего большинства антимикробных пептидов характерны следующие структурные и функциональные особенности: общий положительный заряд молекулы и склонность к формированию амфипатических структур, что, как полагают, является основой их взаимодействия с мембранами, а также способность к ингибированию роста целого ряда микроорганизмов в концентрациях порядка 1-10 мкМ.To date, several hundred antimicrobial peptides are known [Brahmachary, M. et al. 2004. ANTIMIC: a database of antimicrobial sequences. Nucleic Acids Res. 32: D586-D589], among which several structural classes are distinguished [Brogden, K.A. 2005. Antimicrobial peptides: pore formers or metabolic inhibitors in bacteria? Nat. Rev. Microbiol. 3: 238-250]. However, for most antimicrobial peptides, the target of the action is, apparently, the cell membranes of pathogenic organisms, and the mechanism of action is a violation of the normal permeability of these membranes. The vast majority of antimicrobial peptides are characterized by the following structural and functional features: the general positive charge of the molecule and the tendency to form amphipathic structures, which is believed to be the basis for their interaction with membranes, as well as the ability to inhibit the growth of a number of microorganisms in concentrations of the order of 1-10 μm.

Предложено несколько моделей, призванных объяснить увеличение проницаемости мембран клеток-мишеней под действием антимикробных пептидов. Наиболее обоснованной на сегодня является модель формирования тороидальных липид-пептидных пор за счет активного встраивания молекул пептидов в липидный бислой [Yang, L. et al. 2001. Barrel-stave model or toroidal model? A case study on melittin pores. Biophys. J. 81: 1475-1485].Several models have been proposed to explain the increase in the permeability of the membranes of target cells under the action of antimicrobial peptides. The most valid model for today is the formation of toroidal lipid-peptide pores due to the active incorporation of peptide molecules into the lipid bilayer [Yang, L. et al. 2001. Barrel-stave model or toroidal model? A case study on melittin pores. Biophys. J. 81: 1475-1485].

Особое место среди прочих занимают антимикробные пептиды, не содержащие в своем составе остатков цистеина, поскольку такая структурная особенность значительно облегчает их производство химическим или биотехнологическим путем и резко снижает себестоимость. Среди последних много внимания уделяется пептидам, склонным к организации в амфипатическую α-спираль при контакте с мембранами, обсуждаются подходы к оптимизации их свойств с целью повышения терапевтического потенциала [Tossi, A., Sandri, L., Giangaspero, A. 2000. Amphipathic, α-helical antimicrobial peptides. Biopolymers 55: 4-30].Antimicrobial peptides that do not contain cysteine residues occupy a special place among others, since such a structural feature greatly facilitates their production by chemical or biotechnological means and sharply reduces production costs. Among the latter, much attention is paid to peptides prone to organization into an amphipathic α-helix upon contact with membranes; approaches to optimizing their properties in order to increase the therapeutic potential are discussed [Tossi, A., Sandri, L., Giangaspero, A. 2000. Amphipathic, α-helical antimicrobial peptides. Biopolymers 55: 4-30].

В числе свойств, которые необходимо контролировать у потенциальных антибиотиков, цитотоксическое действие на клетки макроорганизма, чаще оцениваемое в стандартных тестах на гемолитическую активность. Наличие подобной активности у целого ряда антимикробных пептидов является серьезным недостатком и ограничивает возможность их применения в качестве лекарственных средств.Among the properties that must be controlled in potential antibiotics, the cytotoxic effect on the cells of the macroorganism, more often evaluated in standard tests for hemolytic activity. The presence of similar activity in a number of antimicrobial peptides is a serious drawback and limits the possibility of their use as medicines.

Наиболее близким к заявляемым пептидам по структуре и антимикробным свойствам является фрагмент липополисахарид-связывающего пептида из гранулоцитов кролика [Tossi, A. et al. 1994. Identification and characterization of a primary antibacterial domain in CAP 18, a lipopolysaccharide binding protein from rabbit leukocytes. FEBS Lett. 339: 108-112]. Фрагмент состоит из 21 аминокислотного остатка, полностью ингибирует рост некоторых бактерий в концентрациях 0,5-4 мкМ и не проявляет гемолитической активности при 50 мкМ. Полноразмерный липополисахарид-связывающий пептид из гранулоцитов кролика [Larrick, J.W. et al. 2000. U.S. patent №6103888] содержит 37 аминокислотных остатков, относится к группе кателицидинов и также активен в отношении ряда бактерий в концентрациях 0,5-4 мкМ.Closest to the claimed peptides in structure and antimicrobial properties is a fragment of a lipopolysaccharide-binding peptide from rabbit granulocytes [Tossi, A. et al. 1994. Identification and characterization of a primary antibacterial domain in CAP 18, a lipopolysaccharide binding protein from rabbit leukocytes. FEBS Lett. 339: 108-112]. The fragment consists of 21 amino acid residues, completely inhibits the growth of certain bacteria at concentrations of 0.5-4 μM and does not exhibit hemolytic activity at 50 μM. A full-sized lipopolysaccharide-binding peptide from rabbit granulocytes [Larrick, J.W. et al. 2000. U.S. patent No. 6103888] contains 37 amino acid residues, belongs to the group of cathelicidins and is also active against a number of bacteria in concentrations of 0.5-4 μM.

Изобретение решает задачу расширения ассортимента антимикробных пептидов.The invention solves the problem of expanding the range of antimicrobial peptides.

Поставленная задача решается за счет структуры пептида, имеющего следующую аминокислотную последовательность:The problem is solved due to the structure of the peptide having the following amino acid sequence:

H2N-Ser1-Met2-Trp3-Ser4-Gly5-Met6-Trp7-Arg8-Arg9-Lys10-Leu11-Lys12-Lys13-Leu14-Arg15-Asn16-Ala17-Leu18-Lys19-Lys20-Lys21-Leu22-Lys23-Gly24-Glu25-X,H 2 N-Ser 1 -Met 2 -Trp 3 -Ser 4 -Gly 5 -Met 6 -Trp 7 -Arg 8 -Arg 9 -Lys 10 -Leu 11 -Lys 12 -Lys 13 -Leu 14 -Arg 15 -Asn 16 -Ala 17 -Leu 18 -Lys 19 -Lys 20 -Lys 21 -Leu 22 -Lys 23 -Gly 24 -Glu 25 -X,

где Х - свободная карбоксильная группа (латарцин-1, LtAMP-1) или остаток лизина Lys26 (латарцин-1a, LtAMP-1a).where X is the free carboxyl group (latarcin-1, LtAMP-1) or the lysine residue Lys 26 (latarcin-1a, LtAMP-1a).

Название пептида латарцин происходит от начальных слогов латинского названия паука-продуцента Lachesana tarabaevi и окончания -цин, общепринятого для обозначения бактерицидных свойств вещества.The name of the latarcin peptide comes from the initial syllables of the Latin name of the producer spider Lachesana tarabaevi and the ending -qin, generally accepted to indicate the bactericidal properties of a substance.

Заявляемые пептиды латарцины проявляют антимикробную активность в отношении ряда грамположительных (Arthrobacter globiformis, Bacillus subtilis, Micrococcus luteus) и грамотрицательных (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) бактерий, а также дрожжевых грибов (Pichia pastoris). Минимальные концентрации пептидов, необходимые для полного ингибирования роста перечисленных организмов in vitro (минимальные ингибирующие концентрации), составляют 0,4-17 мкМ. При этом латарцины LtAMP-1 и LtAMP1a характеризуются низкой гемолитической активностью (20%-ный лизис эритроцитов при концентрации пептидов 100 мкМ). Кроме того, заявляемые пептиды обладают противоопухолевой активностью: при концентрации 6,6 мкМ вызывают гибель 50% клеток аденокарциномы легкого человека. Таким образом, техническим результатом предлагаемого изобретения является высокая антимикробная и противоопухолевая активность пептидов LtAMP-1 и LtAMP1a, сочетаемая с низкой гемолитической, а значит, высокий терапевтический потенциал предполагаемых антибиотиков, что позволяет рассматривать их в качестве основы для создания лекарственных средств широкого профиля для борьбы с возбудителями инфекционных заболеваний различного происхождения, а также злокачественными опухолевыми образованиями.The claimed latarcin peptides exhibit antimicrobial activity against a number of gram-positive (Arthrobacter globiformis, Bacillus subtilis, Micrococcus luteus) and gram-negative (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) bacteria, as well as yeast (Pichia pastoris). The minimum concentrations of peptides necessary for complete inhibition of the growth of these organisms in vitro (minimum inhibitory concentrations) are 0.4-17 μM. Moreover, LtAMP-1 and LtAMP1a latarcins are characterized by low hemolytic activity (20% erythrocyte lysis at a peptide concentration of 100 μM). In addition, the claimed peptides have antitumor activity: at a concentration of 6.6 μM cause the death of 50% of human lung adenocarcinoma cells. Thus, the technical result of the present invention is the high antimicrobial and antitumor activity of the peptides LtAMP-1 and LtAMP1a, combined with a low hemolytic, and hence the high therapeutic potential of the proposed antibiotics, which allows us to consider them as the basis for creating drugs with a wide profile for the fight against pathogens of infectious diseases of various origins, as well as malignant tumor formations.

Пептиды LtAMP-1 и LtAMP1a состоят из 25 и 26 аминокислотных остатков соответственно, т.е. являются сравнительно небольшими молекулами, что упрощает их получение химическим синтезом. Кроме того, пептиды являются линейными и не содержат остатков цистеина, что также упрощает их получение химическим синтезом или биотехнологически, поскольку исключает риск образования неактивных форм за счет некорректного замыкания дисульфидов.The peptides LtAMP-1 and LtAMP1a consist of 25 and 26 amino acid residues, respectively, i.e. are relatively small molecules, which simplifies their production by chemical synthesis. In addition, the peptides are linear and do not contain cysteine residues, which also simplifies their production by chemical synthesis or biotechnology, since it eliminates the risk of formation of inactive forms due to incorrect closure of disulfides.

Пептид латарцин-1 (LtAMP-1) получают из природного источника - яда среднеазиатского паука Lachesana tarabaevi Zonstein et Ovtchinnikov, 1999, который относится к семейству Zodariidae, отряду Araneae, классу Arachnida, типу Arthropoda.The latarcin-1 peptide (LtAMP-1) is obtained from a natural source - the poison of the Central Asian spider Lachesana tarabaevi Zonstein et Ovtchinnikov, 1999, which belongs to the family Zodariidae, order Araneae, class Arachnida, type Arthropoda.

Пептид латарцин-1a (LtAMP-1a) получают химическим синтезом, он является аналогом латарцина-1, отличается от последнего на С-концевой остаток лизина и демонстрирует идентичные латарцину-1 биологические свойства.The latarcin-1a peptide (LtAMP-1a) is obtained by chemical synthesis, it is an analog of latarcin-1, differs from the latter by the C-terminal lysine residue and exhibits biological properties identical to latarcin-1.

Заявляемые пептиды представляют собой новые соединения и не являются близкими гомологами уже известных белков или пептидов.The inventive peptides are new compounds and are not close homologues of already known proteins or peptides.

Изобретение иллюстрируют примеры.The invention is illustrated by examples.

Пример 1.Example 1

Выделение антимикробного пептида латарцина-1 (LtAMP-1) из яда паука Lachesana tarabaevi.Isolation of the antimicrobial peptide Latarcin-1 (LtAMP-1) from the spider venom Lachesana tarabaevi.

Цельный яд паука Lachesana tarabaevi подвергают разделению по методу ВЭЖХ на колонке с обращенной фазой Jupiter C5 (2×150 мм, размер пор 300 Å, диаметр частиц 5 мкм, Phenomenex, США). Фракционирование проводят в линейном градиенте концентрации ацетонитрила от 0 до 60% (v/v) в 0,1%-ной (v/v) трифторуксусной кислоте в течение 60 мин со скоростью элюции 0,3 мл/мин. Детекцию осуществляют по оптическому поглощению при 210 нм. Полученные фракции тестируют на способность ингибировать рост Escherichia coli DH5α. Пептид LtAMP-1 элюируется с колонки в составе фракции со временем удерживания 37 мин (фиг.1).The whole venom of the spider Lachesana tarabaevi is subjected to HPLC separation on a Jupiter C 5 reverse phase column (2 × 150 mm, pore size 300 Å, particle diameter 5 μm, Phenomenex, USA). Fractionation is carried out in a linear gradient of the concentration of acetonitrile from 0 to 60% (v / v) in 0.1% (v / v) trifluoroacetic acid for 60 minutes with an elution rate of 0.3 ml / min. Detection is carried out by optical absorption at 210 nm. The resulting fractions are tested for their ability to inhibit the growth of Escherichia coli DH5α. The LtAMP-1 peptide elutes from the column as a fraction with a retention time of 37 minutes (FIG. 1).

Выделенную фракцию далее разделяют по методу ВЭЖХ на колонке Ascentis RP-Amide (2,1×100 мм, диаметр частиц 3 мкм, Supelco, США). Фракционирование проводят в линейном градиенте концентрации ацетонитрила от 10 до 60% (v/v) в 0,1%-ной (v/v) трифторуксусной кислоте в течение 50 мин со скоростью элюции 0,3 мл/мин. Детекцию осуществляют по оптическому поглощению при 210 нм. Полученные фракции тестируют на способность ингибировать рост Escherichia coli DH5α. Пептид LtAMP-1 элюируется с колонки со временем удерживания 29,5 мин (фиг.2).The isolated fraction was then separated by HPLC on an Ascentis RP-Amide column (2.1 × 100 mm, particle diameter 3 μm, Supelco, USA). Fractionation is carried out in a linear gradient of a concentration of acetonitrile from 10 to 60% (v / v) in 0.1% (v / v) trifluoroacetic acid for 50 min with an elution rate of 0.3 ml / min. Detection is carried out by optical absorption at 210 nm. The resulting fractions are tested for their ability to inhibit the growth of Escherichia coli DH5α. The LtAMP-1 peptide eluted from the column with a retention time of 29.5 minutes (FIG. 2).

Содержание примесей в очищенной фракции, соответствующей LtAMP-1, составляет 5%, что подтверждается разделением по методу ВЭЖХ на аналитической колонке Luna C18 (1×150 мм, размер пор 100 Å, диаметр частиц 3 мкм, Phenomenex, США) в линейном градиенте концентрации ацетонитрила от 20 до 50% (v/v) в 0,1%-ной (v/v) трифторуксусной кислоте в течение 40 мин со скоростью элюции 50 мкл/мин, детекцию осуществляют по оптическому поглощению при 210 нм.The impurity content in the purified fraction corresponding to LtAMP-1 is 5%, as evidenced by HPLC separation on a Luna C 18 analytical column (1 × 150 mm, pore size 100 Å, particle diameter 3 μm, Phenomenex, USA) in a linear gradient acetonitrile concentration from 20 to 50% (v / v) in 0.1% (v / v) trifluoroacetic acid for 40 min with an elution rate of 50 μl / min, detection is carried out by optical absorption at 210 nm.

Пример 2.Example 2

Определение относительной молекулярной массы латарцинов LtAMP-1 и LtAMP-1a.Determination of the relative molecular weight of latarcin LtAMP-1 and LtAMP-1a.

Индивидуальность очищенных веществ подтверждают масс-спектрометрическим анализом. Масс-спектры получают на MALDI-времяпролетном масс-спектрометре ultraflex II TOF/TOF (Bruker Daltonik, Германия) с идентификацией положительных ионов в рефлекторном режиме. В качестве матрицы используют α-циано-4-гидроксикоричную кислоту (10 мг/мл) в 50%-ном (v/v) ацетонитриле, содержащем 0,1%-ную (v/v) трифторуксусную кислоту. Для калибровки прибора используют стандартную смесь пептидов с диапазоном молекулярных масс 700-3500 Да (Bruker Daltonik, Германия).The identity of the purified substances is confirmed by mass spectrometric analysis. Mass spectra were obtained on an ultraflex II TOF / TOF MALDI time-of-flight mass spectrometer (Bruker Daltonik, Germany) with identification of positive ions in a reflex mode. The matrix used is α-cyano-4-hydroxycinnamic acid (10 mg / ml) in 50% (v / v) acetonitrile containing 0.1% (v / v) trifluoroacetic acid. To calibrate the instrument, a standard mixture of peptides with a molecular weight range of 700-3500 Da is used (Bruker Daltonik, Germany).

Измеренная моноизотопная молекулярная масса природного пептида LtAMP-1 составляет 3072,1 Да (расчетное значение составляет 3071,8 Да), синтетических LtAMP-1 и LtAMP-1a - 3071,5 Да и 3199,7 Да соответственно (расчетные значения: 3071,8 Да и 3199,9 Да соответственно).The measured monoisotopic molecular weight of the natural peptide LtAMP-1 is 3072.1 Da (the calculated value is 3071.8 Da), the synthetic LtAMP-1 and LtAMP-1a are 3071.5 Da and 3199.7 Da, respectively (calculated values: 3071.8 Yes and 3199.9 Yes, respectively).

Пример 3.Example 3

Установление аминокислотной последовательности латарцина-1.Establishment of the amino acid sequence of latarcin-1.

Определение N-концевой аминокислотной последовательности очищенного пептида LtAMP-1 проводят методом ступенчатой деградации по Эдману на автоматическом секвенаторе Precise 492 (Applied Biosystems, США). В результате устанавливают полную аминокислотную последовательность латарцина-1, состоящую из 25 аминокислотных остатков:The N-terminal amino acid sequence of the purified LtAMP-1 peptide was determined by Edman stepwise degradation using a Precise 492 automated sequencer (Applied Biosystems, USA). As a result, the complete amino acid sequence of latarcin-1 is established, consisting of 25 amino acid residues:

H2N-Ser1-Met2-Trp3-Ser4-Gly5-Met6-Trp7-Arg8-Arg9-Lys10-Leu11-Lys12-Lys13-Leu14-Arg15-Asn16-Ala17-Leu18-Lys19-Lys20-Lys21-Leu22-Lys23-Gly24-Glu25 H 2 N-Ser 1 -Met 2 -Trp 3 -Ser 4 -Gly 5 -Met 6 -Trp 7 -Arg 8 -Arg 9 -Lys 10 -Leu 11 -Lys 12 -Lys 13 -Leu 14 -Arg 15 -Asn 16 -Ala 17 -Leu 18 -Lys 19 -Lys 20 -Lys 21 -Leu 22 -Lys 23 -Gly 24 -Glu 25

Расчетная моноизотопная молекулярная масса пептида LtAMP-1 составляет 3071,8 Да, т.е. отличается от измеренной на 0,3 Да. Таким образом, антимикробный пептид латарцин-1 (LtAMP-1) является линейным пептидом и не содержит каких-либо химических модификаций. Анализ аминокислотной последовательности латарцина-1 (распределение гидрофобных и гидрофильных остатков, общий заряд молекулы) позволяет предположить склонность этого пептида к образованию амфипатической α-спирали при взаимодействии с мембранами.The calculated monoisotopic molecular weight of the LtAMP-1 peptide is 3071.8 Da, i.e. differs from the measured by 0.3 Yes. Thus, the antimicrobial peptide Latarcin-1 (LtAMP-1) is a linear peptide and does not contain any chemical modifications. Analysis of the amino acid sequence of latarcin-1 (distribution of hydrophobic and hydrophilic residues, the total charge of the molecule) suggests the tendency of this peptide to form an amphipathic α-helix when interacting with membranes.

Пример 4.Example 4

Химический синтез латарцина-1 (LtAMP-1) и его аналога - латарцина-1a (LtAMP-1a).Chemical synthesis of latarcin-1 (LtAMP-1) and its analogue-latarcin-1a (LtAMP-1a).

Пептиды синтезируют твердофазным методом в ручном варианте путем наращивания цепи с С-концевого остатка на 2-хлор-тритил-хлоридной (с нагрузкой 0,8-1,44 ммоль/г) смоле (PepChem, Германия), для временной защиты α-NH2-групп используют флуоренилметоксикарбонильную группу (Fmoc) [Chan, W.C., White, P.D. 2000. Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis. University Press, Oxford]. Защиту боковых групп аминокислотных остатков выбирают с расчетом на конечное деблокирование трифторуксусной кислотой: для защиты боковых групп остатков Glu и Asp используют O-третбутильную группу, для Ser и Thr - третбутильную группу, для Trp - третбутилоксикарбонильную группу, для Gln и Asn - тритильную группу.Peptides are synthesized by the solid-state method in the manual version by chain extension from the C-terminal residue to a 2-chloro-trityl-chloride (with a load of 0.8-1.44 mmol / g) resin (PepChem, Germany), for temporary protection of α-NH 2 groups use a fluorenylmethoxycarbonyl group (Fmoc) [Chan, WC, White, PD 2000. Fmoc Solid Phase Peptide Synthesis. University Press, Oxford]. The protection of the side groups of amino acid residues is chosen with the expectation of a final release of trifluoroacetic acid: to protect the side groups of the residues, Glu and Asp use the O-tert-butyl group, for Ser and Thr, the tert-butyl group, for Trp, the tert-butyloxycarbonyl group, for Gln and Asn, the trityl group.

Для присоединения первой аминокислоты к смоле 1,5 экв (по отношению к количеству активных групп на смоле) Fmoc-защищенной аминокислоты растворяют в дихлорметане (из расчета 10 мл дихлорметана на 1 г смолы) с 1,5 экв диизопропилэтиламина. К полученному раствору добавляют еще 1,5 экв диизопропилэтиламина и приливают к сухой смоле, мягко перемешивают в течение 45 мин. Непрореагировавшие активные группы на смоле блокируют метанолом (из расчета 1 мл метанола на 1 г смолы) в течение 20 мин, после чего смолу промывают тремя объемами дихлорметана, тремя объемами N,N-диметилформамида и тремя объемами этанола, высушивают под вакуумом. Аминокислотные остатки присоединяют к пептидил-полимеру с образованием гидроксибензотриазолового эфира в присутствии 1,3-диизопропилкарбодиимида, для активации 1 экв аминокислоты используют 1,2 экв N-гидроксибензотриазола и 1 экв 1,3-диизопропилкарбодиимида. Для наращивания полипептидной цепи в ходе каждого синтетического цикла проводят конденсацию пептидил-полимера с 5 экв активированной Fmoc-аминокислоты (1-12 ч при 37°С), содержание непрореагировавших аминогрупп контролируют визуально по окрашиванию рН-зависимого индикатора бромфенолового синего.To attach the first amino acid to the resin, 1.5 equiv (relative to the number of active groups on the resin) of the Fmoc-protected amino acid is dissolved in dichloromethane (at the rate of 10 ml of dichloromethane per 1 g of resin) with 1.5 equiv of diisopropylethylamine. An additional 1.5 eq of diisopropylethylamine is added to the resulting solution and poured onto a dry resin, gently mixed for 45 minutes. Unreacted active groups on the resin are blocked with methanol (based on 1 ml of methanol per 1 g of resin) for 20 minutes, after which the resin is washed with three volumes of dichloromethane, three volumes of N, N-dimethylformamide and three volumes of ethanol, and dried under vacuum. Amino acid residues are attached to the peptidyl polymer to form a hydroxybenzotriazole ester in the presence of 1,3-diisopropylcarbodiimide, 1.2 equivalents of N-hydroxybenzotriazole and 1 equivalent of 1,3-diisopropylcarbodiimide are used to activate 1 equivalent of amino acid. To build the polypeptide chain during each synthetic cycle, the peptidyl polymer is condensed with 5 eq of activated Fmoc amino acid (1-12 h at 37 ° C), the content of unreacted amino groups is visually controlled by staining the pH-dependent indicator of bromphenol blue.

Отщепление продукта от 2-хлор-тритил-хлоридного полимера с одновременным деблокированием боковых групп проводят смесью трифторуксусной кислоты, воды и этандитиола (95:2,5:2,5, v/v/v) из расчета 1 мл смеси на 50 мг смолы. Суспензию перемешивают в течение 2 ч, затем раствор пептида в трифторуксусной кислоте отфильтровывают от полимера. Продукт высаживают 10-кратным избытком (по объему) охлажденного диэтилового эфира, отфильтровывают, дважды промывают эфиром, после чего высушивают лиофильно. Восстановление окисленных остатков метионина проводят обработкой раствора пептида (2 мг/мл) в 10%-ной (v/v) уксусной кислоте метилмеркаптоацетамидом (10 экв на 1 экв остатков метионина) в течение 24-48 ч при 37°С.Cleavage of the product from a 2-chloro-trityl chloride polymer with simultaneous release of the side groups is carried out with a mixture of trifluoroacetic acid, water and ethanedithiol (95: 2.5: 2.5, v / v / v) based on 1 ml of the mixture per 50 mg of resin . The suspension is stirred for 2 hours, then a solution of the peptide in trifluoroacetic acid is filtered off from the polymer. The product is planted with a 10-fold excess (by volume) of chilled diethyl ether, filtered off, washed twice with ether, and then freeze-dried. The reduction of oxidized methionine residues is carried out by treating a solution of the peptide (2 mg / ml) in 10% (v / v) acetic acid with methyl mercaptoacetamide (10 equiv per 1 equivalent of methionine residues) for 24-48 hours at 37 ° C.

Синтезированные пептиды подвергают очистке по методу ВЭЖХ на колонке с обращенной фазой Luna C18 (10×250 мм, размер пор 100 Å, диаметр частиц 10 мкм, Phenomenex, США). Фракционирование проводят в линейном градиенте концентрации ацетонитрила от 0 до 50% (v/v) в 0,1%-ной (v/v) трифторуксусной кислоте в течение 60 мин со скоростью элюции 2 мл/мин. Детекцию осуществляют по оптическому поглощению при 210 нм.The synthesized peptides were purified by HPLC on a Luna C 18 reverse phase column (10 × 250 mm, pore size 100 Å, particle diameter 10 μm, Phenomenex, USA). Fractionation is carried out in a linear gradient of a concentration of acetonitrile from 0 to 50% (v / v) in 0.1% (v / v) trifluoroacetic acid for 60 min with an elution rate of 2 ml / min. Detection is carried out by optical absorption at 210 nm.

Содержание примесей в синтетических препаратах LtAMP-1 и LtAMP-1a составляет 1%, что подтверждается разделением по методу ВЭЖХ на аналитической колонке Luna C18 (1×150 мм, размер пор 100 Å, диаметр частиц 3 мкм, Phenomenex, США) в линейном градиенте концентрации ацетонитрила от 20 до 50% (v/v) в 0,1%-ной (v/v) трифторуксусной кислоте в течение 40 мин со скоростью элюции 50 мкл/мин, детекцию осуществляют по оптическому поглощению при 210 им.The impurity content in the synthetic preparations LtAMP-1 and LtAMP-1a is 1%, which is confirmed by separation by HPLC on a Luna C 18 analytical column (1 × 150 mm, pore size 100 Å, particle diameter 3 μm, Phenomenex, USA) in linear a gradient of acetonitrile concentration from 20 to 50% (v / v) in 0.1% (v / v) trifluoroacetic acid for 40 min with an elution rate of 50 μl / min, detection is carried out by optical absorption at 210 im.

Идентичность синтезированного LtAMP-1 природному доказывают при помощи масс-спектрометрического анализа, сравнением хроматографических подвижностей при разделении на аналитической колонке Luna C18 (1×150 мм, Phenomenex, США), а также сравнением их биологических свойств.The identity of the synthesized LtAMP-1 to the natural is proved by mass spectrometric analysis, comparison of chromatographic mobilities when separated on a Luna C 18 analytical column (1 × 150 mm, Phenomenex, USA), as well as a comparison of their biological properties.

Пример 5.Example 5

Получение спектров поглощения пептидов LtAMP-1 и LtAMP-1a в УФ-области.Obtaining absorption spectra of the peptides LtAMP-1 and LtAMP-1a in the UV region.

Для получения спектров поглощения в УФ-области выделенного с помощью хроматографических методов латарцина-1, а также химически синтезированных латарцинов LtAMP-1 и LtAMP-1a некоторое их количество (навеску) растворяют в 200 мкл чистой воды. Спектры поглощения получают на спектрофотометре U-3210 (Hitachi, Япония). Длина оптического пути (толщина кюветы) 1 см. Раствором сравнения служит чистая вода.To obtain absorption spectra in the UV region of latarcin-1 isolated by chromatographic methods, as well as chemically synthesized latarcin LtAMP-1 and LtAMP-1a, some of them (weighed) are dissolved in 200 μl of pure water. Absorption spectra were obtained on a U-3210 spectrophotometer (Hitachi, Japan). The length of the optical path (the thickness of the cuvette) is 1 cm. Pure water serves as a comparison solution.

Концентрацию пептида определяют по спектру (фиг.3), используя расчетный молярный коэффициент поглощения при 280 нм, который составляет 11380 л/(моль×см), по формулеThe concentration of the peptide is determined by the spectrum (figure 3), using the calculated molar absorption coefficient at 280 nm, which is 11380 l / (mol × cm), according to the formula

С=(А280320)/ε, гдеC = (A 280 -A 320 ) / ε, where

С - концентрация пептида в моль/л,C is the concentration of the peptide in mol / l,

А280 - оптическая плотность раствора при 280 нм,And 280 - the optical density of the solution at 280 nm,

А320 - оптическая плотность раствора при 320 нм,And 320 is the optical density of the solution at 320 nm,

ε - молярный коэффициент поглощения при 280 нм.ε is the molar absorption coefficient at 280 nm.

Пример 6.Example 6

Получение спектров кругового дихроизма пептидов LtAMP-1 и LtAMP-1a.Obtaining spectra of circular dichroism of the peptides LtAMP-1 and LtAMP-1a.

Спектры КД измеряют с помощью спектрополяриметра J-810 (Jasco, Япония) в кювете с длиной оптического пути 0,01 см в диапазоне длин волн 190-250 нм с шагом 1 нм. Исследуется конформация пептидов LtAMP-1 и LtAMP-1a в воде (рН~5), в смеси воды (рН~5) с трифторэтанолом в объемном соотношении 1:1 и в суспензии липосом, формируемых диолеилфосфатидилхолином (DOPC), диаметром 100 нм. В суспензии липосом присутствует 40 мМ натрий-фосфатный буфер (рН 7,5) и 83 мМ NaCl.CD spectra are measured using a J-810 spectropolarimeter (Jasco, Japan) in a cuvette with an optical path length of 0.01 cm in the wavelength range of 190-250 nm in increments of 1 nm. The conformation of peptides LtAMP-1 and LtAMP-1a in water (pH ~ 5), in a mixture of water (pH ~ 5) with trifluoroethanol in a volume ratio of 1: 1, and in a suspension of liposomes formed by dioleylphosphatidylcholine (DOPC) with a diameter of 100 nm is studied. 40 mM sodium phosphate buffer (pH 7.5) and 83 mM NaCl are present in the liposome suspension.

Моноламеллярные DOPC липосомы готовят методом экструзии. К сухому липиду (10 мг) добавляют 40 мМ натрий-фосфатный буфер (рН 7,5, 1 мл) и выдерживают взвесь при неинтенсивном перемешивании в течение 40-60 мин при комнатной температуре. Затем проводят 10 циклов замораживания-оттаивания взвеси с использованием холодильника на основе жидкого азота. Полученную суспензию липида продавливают с помощью экструдера (Avanti, США) 20 раз через поликарбонатную мембрану с размером пор 100 нм при комнатной температуре. В результате получают суспензию больших (диаметр 100 нм) моноламеллярных липосом в концентрации по липиду 10 мг/мл.Monolamellar DOPC liposomes are prepared by extrusion. 40 mM sodium phosphate buffer (pH 7.5, 1 ml) was added to dry lipid (10 mg) and the suspension was incubated with non-vigorous stirring for 40-60 minutes at room temperature. Then spend 10 cycles of freezing and thawing the suspension using a refrigerator based on liquid nitrogen. The resulting lipid suspension was forced through an extruder (Avanti, USA) 20 times through a polycarbonate membrane with a pore size of 100 nm at room temperature. The result is a suspension of large (diameter 100 nm) monolamellar liposomes at a lipid concentration of 10 mg / ml.

Концентрация пептидов в воде составляет 0,16 мМ, в растворе вода-трифторэтанол - 0,08 мМ, в суспензии липосом - 0,1 мМ. Молярное соотношение липид/пептид составляет 50:1. Спектры КД приведены (фиг.4) в единицах молярной эллиптичности [Θ], рассчитанной по формулеThe concentration of peptides in water is 0.16 mm, in a solution of water-trifluoroethanol - 0.08 mm, in a suspension of liposomes - 0.1 mm. The lipid / peptide molar ratio is 50: 1. CD spectra are given (Fig. 4) in units of molar ellipticity [Θ] calculated by the formula

[Θ]=115×Θэкспер/(10×С×l), где[Θ] = 115 × Θ expert / (10 × C × l), where

Θэкспер - наблюдаемая эллиптичность в миллиградусах,Θ expert - observed ellipticity in milli degrees

С - концентрация пептида в мг/мл,C is the concentration of the peptide in mg / ml,

l - длина оптического пути (толщина кюветы) в см,l is the optical path length (cell thickness) in cm,

115 - средний молекулярный вес одного аминокислотного остатка.115 is the average molecular weight of one amino acid residue.

Оценку содержания элементов вторичной структуры (табл.1) проводят по программе CONTINLL [Provencher, S.W., Glockner, J., 1982. Estimation of globular protein secondary structure from circular dichroism. Biochemistry. 20, 33-37] для глобулярных белков.The content of secondary structure elements (Table 1) is estimated using the CONTINLL program [Provencher, S.W., Glockner, J., 1982. Estimation of globular protein secondary structure from circular dichroism. Biochemistry. 20, 33-37] for globular proteins.

Таблица 1Table 1 Содержание элементов вторичной структуры для пептидов LtAMP-1 и LtAMP-1a по данным КДThe content of secondary structure elements for the peptides LtAMP-1 and LtAMP-1a according to CD пептидpeptide растворsolution α-спиральα-helix β-структураβ structure β-изгибβ-bend неупорядоченная структураdisordered structure LtAMP-1LtAMP-1 вода, рН 5,0water, pH 5.0 8%8% 28%28% 23%23% 42%42% трифторэтанол:вода, 1:1trifluoroethanol: water, 1: 1 74%74% 2%2% 2%2% 22%22% DOPC липосомыDOPC liposomes 42%42% 22%22% 00 36%36% LtAMP-1aLtAMP-1a вода, рН 5,0water, pH 5.0 7%7% 28%28% 22%22% 43%43% трифторэтанол:вода, 1:1trifluoroethanol: water, 1: 1 67%67% 4%four% 7%7% 22%22% DOPC липосомыDOPC liposomes 25%25% 2%2% 22%22% 34%34%

Анализ полученных спектров показывает, что (1) в водной среде латарцины LtAMP-1 и LtAMP-1a не склонны к образованию упорядоченной структуры, (2) в окружении, имитирующем мембраны (трифторэтанол), латарцины принимают α-спиральную конформацию, (3) LtAMP-1 и LtAMP-1a взаимодействуют с мембранами, по крайней мере, состоящими из диолеилфосфатидилхолина, и (4) при взаимодействии с мембранами частично образуют упорядоченную структуру типа α-спирали.An analysis of the obtained spectra shows that (1) in the aqueous medium, the latarcins LtAMP-1 and LtAMP-1a are not prone to the formation of an ordered structure, (2) in an environment imitating membranes (trifluoroethanol), latarcins accept the α-helical conformation, (3) LtAMP -1 and LtAMP-1a interact with membranes, at least consisting of dioleylphosphatidylcholine, and (4) when interacting with membranes, they partially form an ordered structure like an α-helix.

Пример 7.Example 7

Антимикробные свойства латарцинов LtAMP-1 и LtAMP-1a.Antimicrobial properties of latarcin LtAMP-1 and LtAMP-1a.

Для определения антимикробной активности фракций, полученных в ходе хроматографического разделения компонентов яда паука Lachesana tarabaevi, очищенного латарцина-1, а также синтетических LtAMP-1 и LtAMP-1a используют следующие штаммы микроорганизмов: Escherichia coli MH1, Escherichia coli DH5α, Pseudomonas aeruginosa PAO1, Arthrobacter globiformis BKM 348-10, Bacillus subtilis BKM B-504, Micrococcus luteus NCIMB 13267, Pichia pastoris GS115 ИБХ РАН, антимикробная активность оценивается по методу ингибирования роста культуры в жидкой среде. Определение минимальных концентраций пептидов, необходимых для полного ингибирования роста микроорганизмов (минимальных ингибирующих концентраций), проводят методом серийных разведений, используют модифицированную методику [Amsterdam, D. 1996. Susceptibility testing of antimicrobials in liquid media, pp.52-111. In Loman, V., ed. Antibiotics in laboratory medicine, 4th ed. Williams and Wilkins, Baltimore].To determine the antimicrobial activity of the fractions obtained during the chromatographic separation of the components of the spider venom Lachesana tarabaevi, purified latarcin-1, as well as synthetic LtAMP-1 and LtAMP-1a, the following microorganism strains are used: Escherichia coli MH1, Escherichia coli DH5α, Pseudomonas aerugthrob PAO globiformis BKM 348-10, Bacillus subtilis BKM B-504, Micrococcus luteus NCIMB 13267, Pichia pastoris GS115, Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, antimicrobial activity was evaluated by the method of inhibiting culture growth in a liquid medium. The determination of the minimum concentrations of peptides necessary for complete inhibition of the growth of microorganisms (minimum inhibitory concentrations) is carried out by the method of serial dilutions using a modified method [Amsterdam, D. 1996. Susceptibility testing of antimicrobials in liquid media, pp.52-111. In Loman, V., ed. Antibiotics in laboratory medicine, 4th ed. Williams and Wilkins, Baltimore].

Бактерии культивируют в жидкой низкосолевой среде LB (1% бакто-триптон, 0,5% бакто-дрожжевой экстракт, 0,5% NaCl, pH 7) при 37°С и перемешивании со скоростью 220 об/мин, дрожжи - в жидкой среде YPD (1% бакто-дрожжевой экстракт, 2% бакто-пептон, 2% глюкоза, pH 5,3) при 30°С и перемешивании со скоростью 150 об/мин в течение 18 ч. Полученные культуры разбавляют в 200 раз, используя те же среды, и выращивают в тех же условиях в течение 3-5 ч до достижения экспоненциальной фазы роста (оптическая плотность культуры при 620 нм OD620~0,3-0,5), после чего снова разбавляют, используя исходные среды, до концентрации клеток порядка 105 колоний образующих единиц (КОЕ) в 1 мл. Культуры помещают в стерильные 96-луночные планшеты, по 90 мкл в лунку, куда затем добавляют по 10 мкл растворов тестируемых веществ различных концентраций, получаемых серийными разведениями. Отрицательным контролем служит культура клеток с добавлением 10 мкл чистой воды, положительным - чистая среда для культивирования. Планшеты инкубируют в условиях, описанных выше, в течение 24 ч для бактериальных культур и 48 ч для дрожжевых, после чего измеряют OD620, минимальные ингибирующие концентрации определяют как наименьшие концентрации веществ, полностью подавляющие рост микроорганизмов. Опыт проводят в трех независимых повторах.Bacteria are cultured in liquid low-salt medium LB (1% bacto-tryptone, 0.5% bacto-yeast extract, 0.5% NaCl, pH 7) at 37 ° C and stirring at a speed of 220 rpm, yeast in a liquid medium YPD (1% bacto-yeast extract, 2% bacto-peptone, 2% glucose, pH 5.3) at 30 ° C and stirring at a speed of 150 rpm for 18 hours. The resulting cultures were diluted 200 times using the same medium, and grown under the same conditions for 3-5 hours until the exponential growth phase is reached (optical density of the culture at 620 nm OD 620 ~ 0.3-0.5), and then diluted again using the original medium, to a cell concentration of the order of 10 5 colonies forming units (CFU) in 1 ml The cultures are placed in sterile 96-well plates, 90 μl per well, where then 10 μl of test substance solutions of various concentrations obtained by serial dilutions are added. A negative control is a cell culture with the addition of 10 μl of pure water, and a clean culture medium is a positive control. The plates are incubated under the conditions described above for 24 hours for bacterial cultures and 48 hours for yeast, after which OD 620 is measured, the minimum inhibitory concentrations are defined as the lowest concentrations of substances that completely inhibit the growth of microorganisms. The experiment is carried out in three independent repetitions.

Результаты определения минимальных ингибирующих концентраций для латарцина-1 представлены в табл.2. Биологическая активность синтетического латарцина-1 идентична активности природного. Значения, полученные для латарцина-1 и латарцина-1а, одинаковы, т.е. С-концевой остаток лизина не оказывает влияния на антимикробные свойства заявляемых пептидов.The results of determining the minimum inhibitory concentrations for latarcin-1 are presented in table.2. The biological activity of synthetic latarcin-1 is identical to the activity of natural. The values obtained for latarcin-1 and latarcin-1a are the same, i.e. The C-terminal lysine residue does not affect the antimicrobial properties of the claimed peptides.

Таблица 2table 2 Антимикробные свойства латарцинов LtAMP-1 и LtAMP-1aAntimicrobial properties of latarcin LtAMP-1 and LtAMP-1a штаммstrain минимальная ингибирующая концентрация, мкМminimum inhibitory concentration, μm А. Грамотрицательные бактерииA. Gram-negative bacteria Escherichia coli MH1Escherichia coli MH1 0,70.7 Escherichia coli DH5αEscherichia coli DH5α 1one Pseudomonas aeruginosa PAO1Pseudomonas aeruginosa PAO1 4,14.1 Б. Грамположительные бактерииB. Gram-positive bacteria Arthrobacter globiformis BKM 348-10Arthrobacter globiformis BKM 348-10 0,50.5 Bacillus subtilis BKM B-504Bacillus subtilis BKM B-504 1one Micrococcus luteus NCIMB 13267Micrococcus luteus NCIMB 13267 0,40.4 В. Дрожжевые грибыB. Yeast Mushrooms Pichia pastoris GS 115 ИБХ РАНPichia pastoris GS 115 IBCh RAS 1717

Пример 8.Example 8

Тестирование латарцинов LtAMP-1 и LtAMP-1a на гемолитическую активность. Гемолитическую активность пептидов определяют с использованием эритроцитов кролика. Свежую кровь получают из краевой вены уха кролика, 2 мл крови собирают в пробирку с 8 мл сбалансированного солевого раствора Хенкса, содержащего гепарин (10 ед/мл). Клетки осаждают центрифугированием в течение 5 мин при 180-220 g, ресуспендируют в растворе Хенкса до концентрации 1-3×107 кл/мл. Смешивают 10 мкл раствора пептида нужной концентрации с 1 мл полученной суспензии, в качестве отрицательного контроля к суспензии клеток добавляют 10 мкл чистого раствора Хенкса. Инкубируют при 37°С и перемешивании со скоростью 120 об/мин в течение 3 ч, после чего клетки осаждают центрифугированием в течение 3-5 мин при 4000 g. 100 мкл супернатанта отбирают в стерильные 96-луночные планшеты, выход гемоглобина из эритроцитов оценивают по оптической плотности при 414 нм. Гемолитическая активность образцов выражается в % от максимально возможного гемолиза, максимально возможный лизис эритроцитов (положительный контроль) получают за счет ресуспендирования клеток в чистой воде вместо раствора Хенкса также до концентрации 1-3×107 кл/мл.Testing of latarcin LtAMP-1 and LtAMP-1a for hemolytic activity. The hemolytic activity of the peptides is determined using rabbit erythrocytes. Fresh blood is obtained from the marginal vein of the rabbit's ear, 2 ml of blood is collected in a test tube with 8 ml of Hanks balanced saline solution containing heparin (10 units / ml). Cells are pelleted by centrifugation for 5 min at 180-220 g, resuspended in Hanks solution to a concentration of 1-3 × 10 7 cells / ml. 10 μl of the desired concentration of the peptide solution are mixed with 1 ml of the resulting suspension. As a negative control, 10 μl of the pure Hanks solution is added to the cell suspension. Incubated at 37 ° C and stirring at a speed of 120 rpm for 3 hours, after which the cells are precipitated by centrifugation for 3-5 minutes at 4000 g. 100 μl of the supernatant was collected in sterile 96-well plates; the hemoglobin yield from erythrocytes was estimated by optical density at 414 nm. The hemolytic activity of the samples is expressed in% of the maximum possible hemolysis, the maximum possible erythrocyte lysis (positive control) is obtained by resuspending the cells in pure water instead of Hanks solution also to a concentration of 1-3 × 10 7 cells / ml.

В результате получают, что латарцины LtAMP-1 и LtAMP-1a выраженной гемолитической активностью не обладают, в концентрации 40 мкМ гемолиз составляет лишь 10%, в концентрации 100 мкМ - 20%.As a result, it turns out that LtAMP-1 and LtAMP-1a latarcins do not have pronounced hemolytic activity, at a concentration of 40 μM hemolysis is only 10%, at a concentration of 100 μM - 20%.

Пример 9.Example 9

Тестирование латарцинов LtAMP-1 и LtAMP-1a на противоопухолевую активность.Testing Latarcin LtAMP-1 and LtAMP-1a for antitumor activity.

Клетки аденокарциномы легкого человека А549 культивируют в среде Игла MEM с добавлением 2 мМ L-глутамина и 7% эмбриональной бычей сыворотки при 37°С во влажной атмосфере с 5%-ным содержанием СО2. За день до эксперимента клетки рассаживают в 96-луночные плоскодонные культуральные планшеты (0,3×106 клеток/мл, 150 мкл среды Игла MEM, содержащей 2 мМ L-GIn и 7% ЭБС, на лунку). Через 24 ч в лунки вносят исследуемые пептиды в нужной концентрации, в качестве отрицательного контроля в лунки добавляют чистую воду. Клетки инкубируют с различными концентрациями пептидов в течение 3 ч при 37°С, затем в лунки вносят флуоресцентные красители Hoechst33342 (10 мкМ, окрашивает ядра всех клеток) и пропидиум иодид (10 мкМ, окрашивает ядра мертвых клеток) и через 10 мин регистрируют флуоресцентные изображения клеток с помощью инвертированного флуоресцентного микроскопа Axiovert 200 M (Zeiss, Германия) с цифровой камерой AxioCam MRc (Zeiss, Германия) в области флуоресценции Hoechst33342 (фильтры на возбуждение - ВР 365/12, на эмиссию - LP 397) и в области флуоресценции пропидиум иодида (фильтры на возбуждение - ВР 510-560, на эмиссию - LP 590). По этим изображениям для каждой концентрации пептида подсчитывают общее число клеток (от 500 до 1000 клеток на одно измерение) и число мертвых клеток среди них, а затем рассчитывают концентрацию пептида, вызывающую гибель 50% клеток, ИК50. Результаты усредняют по трем независимым экспериментам.A549 human lung adenocarcinoma cells were cultured in Eagle MEM medium supplemented with 2 mM L-glutamine and 7% fetal bovine serum at 37 ° C in a humid atmosphere with 5% CO 2 . The day before the experiment, the cells were seeded in 96-well flat-bottomed culture plates (0.3 × 10 6 cells / ml, 150 μl of MEM Needle medium containing 2 mM L-GIn and 7% EBS per well). After 24 hours, the studied peptides were added to the wells in the desired concentration; pure water was added to the wells as a negative control. Cells are incubated with various concentrations of peptides for 3 hours at 37 ° C, then Hoechst33342 fluorescent dyes (10 μM, stains the nuclei of all cells) and propidium iodide (10 μM, stains dead cell nuclei) are added to the wells and 10 minutes later fluorescence images are recorded cells using an Axiovert 200 M inverted fluorescence microscope (Zeiss, Germany) with an AxioCam MRc digital camera (Zeiss, Germany) in the Hoechst33342 fluorescence region (excitation filters - BP 365/12, emission filter - LP 397) and in the field of fluorescence propidium iodide (filters for cans denie - BP 510-560, on the issue - the LP 590). From these images, for each concentration of the peptide, the total number of cells (from 500 to 1000 cells per measurement) and the number of dead cells among them are calculated, and then the concentration of the peptide that causes the death of 50% of the cells, IC 50 , is calculated. The results are averaged over three independent experiments.

В результате получают, что латарцины LtAMP-1 и LtAMP-1a обладают выраженной противоопухолевой активностью в отношении аденокарциномы легкого человека, ИК50=6,6 мкМ. Таким образом, латарцины LtAMP-1 и LtAMP-1a могут служить основой для создания противоопухолевых препаратов.As a result, the latarcins LtAMP-1 and LtAMP-1a have a pronounced antitumor activity against human lung adenocarcinoma, IR 50 = 6.6 μM. Thus, latarcins LtAMP-1 and LtAMP-1a can serve as the basis for the creation of antitumor drugs.

Claims (1)

Пептид, проявляющий антимикробную активность, имеющий следующую аминокислотную последовательность:A peptide exhibiting antimicrobial activity having the following amino acid sequence: H2N-Ser1-Met2-Trp3-Ser4-Gly5-Met6-Trp7-Arg8-Arg9-Lys10-Leu11-Lys12-Lys13-Leu14-Arg15-Asn16-Ala17-Leu18-Lys19-Lys20-Lys21-Leu22-Lys23-Gly24-Glu25-X,H 2 N-Ser 1 -Met 2 -Trp 3 -Ser 4 -Gly 5 -Met 6 -Trp 7 -Arg 8 -Arg 9 -Lys 10 -Leu 11 -Lys 12 -Lys 13 -Leu 14 -Arg 15 -Asn 16 -Ala 17 -Leu 18 -Lys 19 -Lys 20 -Lys 21 -Leu 22 -Lys 23 -Gly 24 -Glu 25 -X, где Х - свободная карбоксильная группа или остаток лизина Lys26.where X is the free carboxyl group or lysine residue of Lys 26 .
RU2005128151/13A 2005-09-09 2005-09-09 Peptides exhibiting antimicrobial activity RU2302425C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128151/13A RU2302425C2 (en) 2005-09-09 2005-09-09 Peptides exhibiting antimicrobial activity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005128151/13A RU2302425C2 (en) 2005-09-09 2005-09-09 Peptides exhibiting antimicrobial activity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005128151A RU2005128151A (en) 2007-03-20
RU2302425C2 true RU2302425C2 (en) 2007-07-10

Family

ID=37993747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005128151/13A RU2302425C2 (en) 2005-09-09 2005-09-09 Peptides exhibiting antimicrobial activity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2302425C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468089C2 (en) * 2009-10-07 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУН НИИ ФХМ ФМБА России) Method of inhibiting causative agent of chlamidial infection applying genes of antimicrobial peptides of spider lachesana tarabaevi

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TOSSI A. et al. Identification and characterization of a primary antibacterial domain in CAP18, a lipopolysaccharide binding protein from rabbit leurocytes. FEB/S Lett. 1994, 339:108-112. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468089C2 (en) * 2009-10-07 2012-11-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУН НИИ ФХМ ФМБА России) Method of inhibiting causative agent of chlamidial infection applying genes of antimicrobial peptides of spider lachesana tarabaevi

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005128151A (en) 2007-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xiao et al. Efficient screening of a novel antimicrobial peptide from Jatropha curcas by cell membrane affinity chromatography
US20080234188A1 (en) Antimicrobial Peptides
Pizzo et al. Novel bioactive peptides from PD-L1/2, a type 1 ribosome inactivating protein from Phytolacca dioica L. Evaluation of their antimicrobial properties and anti-biofilm activities
CN112341522B (en) Antibacterial peptide and application thereof
US11142562B2 (en) Antimicrobial peptide and its use thereof
US8663916B2 (en) Methods for producing antifungal bifunctional molecules for treating fungal infection
Park et al. Synergism of Leu–Lys rich antimicrobial peptides and chloramphenicol against bacterial cells
WO2014107042A1 (en) Novel antibiotic peptide derived from ribosomal protein l1 of helicobacter pylori bacteria, and use thereof
RU2302425C2 (en) Peptides exhibiting antimicrobial activity
RU2302467C1 (en) Latarcin peptides having antibacterial activity
RU2302466C1 (en) Latarcin peptides having antibacterial activity
AU2002317071A1 (en) Antimicrobial peptides
CN112409457A (en) Antibacterial polypeptide and application thereof
RU2319745C1 (en) Peptide latarcin eliciting antibacterial activity
RU2306148C1 (en) Latarcin peptide with anti-microbial activity
TWI522110B (en) Novel securities peptides and their use
CN109678944A (en) A kind of antibacterial polypeptide HF-18 and its preparation method and application
CN117209568B (en) Chimeric antibacterial peptide PF-IR for resisting intracellular bacteria, and preparation method and application thereof
CN112457375B (en) Polypeptide compound and preparation method and application thereof
CN114349825B (en) Scorpion venom derivative peptide and application thereof in preparation of antibacterial or anti-inflammatory drugs
TWI538920B (en) Novel peptides and their use
Salvado et al. Evaluating the antimicrobial and anti-biofilm activity of three synthetic antimicrobial Citropin analogs and their ability to fight against Staphylococcus aureus and Staphylococcus pseudintermedius
박희주 Antimicrobial activity and mechanism of antimicrobial peptide Hylin a1 and its analog peptides against multidrug resistant bacteria
RU2316336C1 (en) Method for preparing antimicrobial peptides with decreased hemolytic activity
CN118005739A (en) Polypeptide APH229 of drug-resistant strain, preparation method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100910