RU2434880C1 - Polypeptide demonstrating antibacterial activity and suitable for obtaining therapeutic medications for treatment of human bacterial infections - Google Patents
Polypeptide demonstrating antibacterial activity and suitable for obtaining therapeutic medications for treatment of human bacterial infections Download PDFInfo
- Publication number
- RU2434880C1 RU2434880C1 RU2010130096/10A RU2010130096A RU2434880C1 RU 2434880 C1 RU2434880 C1 RU 2434880C1 RU 2010130096/10 A RU2010130096/10 A RU 2010130096/10A RU 2010130096 A RU2010130096 A RU 2010130096A RU 2434880 C1 RU2434880 C1 RU 2434880C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seq
- lys
- arg
- phe
- peptides
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/04—Antibacterial agents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.
Настоящее изобретение относится к биохимии, а именно к новым пептидным соединениям, обладающим бактерицидным эффектом. Более конкретно данное изобретение относится к применению таких соединений для производства лекарственных препаратов для профилактики или терапевтического лечения бактериальной или грибковой инфекции человека.The present invention relates to biochemistry, in particular to new peptide compounds having a bactericidal effect. More specifically, the invention relates to the use of such compounds for the manufacture of medicaments for the prevention or therapeutic treatment of a bacterial or fungal infection of a person.
Уровень техники.The prior art.
С середины прошлого столетия для борьбы с бактериальными инфекциями широко применяют антибиотики, однако использование антибиотиков сталкивается с проблемой появления устойчивых штаммов микроорганизмов. Увеличение устойчивости к классическим антибиотикам отмечено у целого ряда патогенов человека: Mycobacterium tuberculosis, Enterococcus faecium, Pseudomonas aeroginosa, Staphylococcus aureus. Streptococcus pneumoniae. Salmonella typhi. В связи с этим явлением поиск новых веществ, обладающих антимикробной активностью, является актуальной задачей. Открытие в 1980-х годах антимикробных пептидов, как ключевых инструментов системы врожденного иммунитета, позволяет разрабатывать на их основе антибиотики с принципиально новым механизмом действия, который не вызывает появления устойчивости у бактерий. Поэтому антимикробные пептиды могут стать альтернативой классическим антибиотикам (Giuliani et al., 2008, Cell. Mol. Life Sci., 65, 2450-2460).Since the middle of the last century, antibiotics have been widely used to fight bacterial infections, but the use of antibiotics is faced with the problem of the emergence of resistant strains of microorganisms. An increase in resistance to classical antibiotics was observed in a number of human pathogens: Mycobacterium tuberculosis, Enterococcus faecium, Pseudomonas aeroginosa, Staphylococcus aureus. Streptococcus pneumoniae. Salmonella typhi. In connection with this phenomenon, the search for new substances with antimicrobial activity is an urgent task. The discovery in the 1980s of antimicrobial peptides as key tools of the innate immunity system allows the development of antibiotics based on them with a fundamentally new mechanism of action that does not cause resistance in bacteria. Therefore, antimicrobial peptides can be an alternative to classical antibiotics (Giuliani et al., 2008, Cell. Mol. Life Sci., 65, 2450-2460).
Антимикробные пептиды были выделены из растений, насекомых, рыб, земноводных и млекопитающих (Ganz Т., 2005, Comb. Chem. High Throughput Screen, 8, 209-217). Эти пептиды различаются по длине, аминокислотному составу и структуре, но большинство из них небольшие катионные амфипатические пептиды с широким спектром действия против грамм-положительных и грамм-отрицательных бактерий, дрожжей, грибов и оболочечных вирусов. Несколько белков и пептидов человека также обладают антимикробной активностью и играют важную роль в системе врожденного иммунитета.Antimicrobial peptides were isolated from plants, insects, fish, amphibians, and mammals (Ganz, T., 2005, Comb. Chem. High Throughput Screen, 8, 209-217). These peptides vary in length, amino acid composition and structure, but most of them are small cationic amphipathic peptides with a wide spectrum of activity against gram-positive and gram-negative bacteria, yeast, fungi and enveloped viruses. Several human proteins and peptides also have antimicrobial activity and play an important role in the innate immunity system.
К настоящему моменту известны три основные группы антимикробных пептидов человека (Табл.1. Аминокислотные последовательности дефенсинов, гистатинов и кателицидина (LL-37)): дефенсины, гистатины, кателицидины (Contreras R., 2005, Biotechnology Letters, 27, 1337-1347).To date, three main groups of human antimicrobial peptides are known (Table 1. Amino acid sequences of defensins, histatins, and cathelicidin (LL-37)): defensins, histatin, cathelicidins (Contreras R., 2005, Biotechnology Letters, 27, 1337-1347) .
Дефенсины - катионные пептиды, содержащие три дисульфидные связи между шестью остатками цистеина, и имеющие трехпетельную бета-складчатую пространственную структуру. У человека было обнаружено два класса дефенсинов: альфа-дефенсины и бета-дефенсины. Альфа-дефенсины являются хемоаттрактантами по отношению к моноцитам, дендритным клеткам и Т-лимфоцитам. Они являются важным компонентом иммунной системы человека, осуществляя защиту организма от инфекции и участвуя в развитии адаптивного (приобретенного) иммунного ответа. Бета-дефенсины - хемоаттрактанты для дендритных и Т-клеток памяти через хемокиновый рецептор CCR6 (Tang Y.-Q. et al., 1999, Science 286, 498-502). На мышиной модели показано, что человеческие дефенсины, введенные интраназально, усиливают приобретенный иммунный ответ, увеличивая уровень антиген-специфичных IgG и IgM в сыворотке крови (Lillard J.W. et al., 1999, Proc. Natl. Acad. Sci.USA 96, 651-656). Дефенсины проявляют высокую антибактериальную, антигрибковую и антивирусную активность против широкого спектра микроорганизмов (Selsted M.E. et al., 1984, Infect. Immun. 46, 150-154). В опытах in vitro минимальная концентрация ингибирующая рост микроорганизмов для большинства дефенсинов находится в интервале 0.5-10 мкМ (Risso А., 2000, J. Leukoc. Biol. 68, 785-792). Эти данные доказывают, что дефенсины участвуют в процессах врожденного и приобретенного иммунитета.Defensins are cationic peptides containing three disulfide bonds between six cysteine residues and having a three-loop beta-folded spatial structure. Two classes of defensins were discovered in humans: alpha-defensins and beta-defensins. Alpha defensins are chemoattractants with respect to monocytes, dendritic cells and T-lymphocytes. They are an important component of the human immune system, protecting the body from infection and participating in the development of an adaptive (acquired) immune response. Beta-defensins are chemoattractants for dendritic and memory T cells via the CCR6 chemokine receptor (Tang Y.-Q. et al., 1999, Science 286, 498-502). The mouse model shows that human defensins administered intranasally enhance the acquired immune response by increasing the level of antigen-specific IgG and IgM in blood serum (Lillard JW et al., 1999, Proc. Natl. Acad. Sci.USA 96, 651- 656). Defensins exhibit high antibacterial, antifungal and antiviral activity against a wide range of microorganisms (Selsted M.E. et al., 1984, Infect. Immun. 46, 150-154). In in vitro experiments, the minimum concentration inhibiting the growth of microorganisms for most defensins is in the range of 0.5-10 μM (Risso A., 2000, J. Leukoc. Biol. 68, 785-792). These data prove that defensins are involved in the processes of innate and acquired immunity.
Гистатины - небольшие, катионные, гистидин-обогащенные пептиды, обнаруженные в слюне человека (MacKay B.J. et al., 1984, Infect. Immun. 44, 688-694). Эти пептиды продуцируются и секретируются подчелюстными, подъязычными и околоушными гландами (van derSpek J.C. et al., 1989, Am. J. Hum. Genet. 45: 381-387). Исследования показали, что гистатины обладают некоторым бактерицидным и, что особенно важно, фунгицидным действием (Pollock J.J. et al., 1984, Infect. Immun. 44: 702_707). Эти пептиды являются частью системы врожденного иммунитета и играют ключевую роль в ограничении инфекций полости рта. Гистатины имеют неупорядоченную структуру в водных растворах и образуют альфа-спираль в неводных растворителях.Histatins are small, cationic, histidine-enriched peptides found in human saliva (MacKay B.J. et al., 1984, Infect. Immun. 44, 688-694). These peptides are produced and secreted by the submandibular, sublingual and parotid glands (van derSpek J.C. et al., 1989, Am. J. Hum. Genet. 45: 381-387). Studies have shown that histatins have some bactericidal and, most importantly, fungicidal effect (Pollock J.J. et al., 1984, Infect. Immun. 44: 702_707). These peptides are part of the innate immunity system and play a key role in limiting oral infections. Histatins have a disordered structure in aqueous solutions and form an alpha helix in non-aqueous solvents.
Третья группа антимикробных пептидов человека содержит только один пептид - кателицидин LL-37. LL-37 образуется при протеолитическом отщеплении С-концевой части белка hCAP18, который экспрессируется в лейкоцитах, таких как нейтрофилы, моноциты, NK-клетки, Т-клетки, В-клетки, и в эпителиальных клетках кожи, желудочно-кишечного и дыхательного трактов (Gudmundsson G.H. et al.,1996, Eur. J. Biochem. 238, 325-332). Повышение экспрессии LL-37 происходит в ответ на воспалительный или инфекционный процесс (Frohm М., 1997, J. Biol. Chem. 272, 15258-15263). LL-37 обладает антимикробной активностью против грамм-положительных и грамм-отрицательных бактерий (Turner J. et al., 1998, Antimicrob. Agents Chemother., 42, 2206-2214), а также способностью связывать и нейтрализовывать липополисахарид (LPS) бактерий и защищать против эндотоксического шока при гнойной инфекции (Bals R. et al., 1999, Infect. Immun. 67, 6084-6089). Кроме того, LL-37 является хемоаттрактантом для нейтрофилов, моноцитов, тучных клеток и Т-лимфоцитов, стимулирует ранозаживление и реэпитализацию кожи (Zanetti М., 2004, J. Leukoc. Biol. 75, 39-48). LL-37 состоит из 37 аминокислот, не содержит цистеина и имеет линейную структуру. Так же, как и гистатин, кателицидин обладает неупорядоченной структурой в гидрофильном окружении и образуют амфипатическую альфа-спираль в гидрофобной среде.The third group of human antimicrobial peptides contains only one peptide - cathelicidin LL-37. LL-37 is formed by proteolytic cleavage of the C-terminal portion of the hCAP18 protein, which is expressed in leukocytes, such as neutrophils, monocytes, NK cells, T cells, B cells, and in the epithelial cells of the skin, gastrointestinal and respiratory tract ( Gudmundsson GH et al., 1996, Eur. J. Biochem. 238, 325-332). Increased expression of LL-37 occurs in response to an inflammatory or infectious process (Frohm M., 1997, J. Biol. Chem. 272, 15258-15263). LL-37 has antimicrobial activity against gram-positive and gram-negative bacteria (Turner J. et al., 1998, Antimicrob. Agents Chemother., 42, 2206-2214), as well as the ability to bind and neutralize bacterial lipopolysaccharide (LPS) and protect against endotoxic shock during purulent infection (Bals R. et al., 1999, Infect. Immun. 67, 6084-6089). In addition, LL-37 is a chemoattractant for neutrophils, monocytes, mast cells and T-lymphocytes, stimulates wound healing and re-epithelization of the skin (Zanetti M., 2004, J. Leukoc. Biol. 75, 39-48). LL-37 consists of 37 amino acids, does not contain cysteine and has a linear structure. Like histatin, cathelicidin has a disordered structure in a hydrophilic environment and form an amphipathic alpha-helix in a hydrophobic medium.
Основной механизм действия антимикробных пептидов человека основан на электростатическом связывании положительно заряженного пептида с отрицательно заряженными компонентами внешней мембраны патогена, которые представлены липополисахаридом (LPS) у грамм-отрицательных бактерий, полисахаридом (тейхоевой кислотой) у грамм-положительных бактерий и фосфолипидами. Следующее за связыванием с мембраной встраивание пептида в липидный бислой бактериальной клетки приводит к образованию пор, к хаотизации липидного бислоя и, в конечном счете, к разрушению микроорганизма (White et al. 1995, Curr. Opin. Struct. Biol. 5, 521-527).The main mechanism of action of human antimicrobial peptides is based on the electrostatic binding of a positively charged peptide to negatively charged components of the outer membrane of the pathogen, which are represented by lipopolysaccharide (LPS) in gram-negative bacteria, polysaccharide (teichoic acid) in gram-positive bacteria and phospholipids. Following binding to the membrane, the incorporation of the peptide into the lipid bilayer of the bacterial cell leads to the formation of pores, to randomization of the lipid bilayer and, ultimately, to destruction of the microorganism (White et al. 1995, Curr. Opin. Struct. Biol. 5, 521-527 )
В базах данных по антимикробным пептидам содержится более полутора тысяч веществ (http://aps.unmc.edu/AP/main.php). к настоящему времени некоторые из них находятся на разных стадиях клинических испытаний в качестве лекарственных средств для лечения и профилактики местных и системных инфекций (Gordon Y.J. et al., 2005, Curr Eye Res. July, 30(7), 505-515), но необходимость в создании новых структур, пригодных для получения на их основе лекарственных средств, только возрастает. Поскольку пептиды-кандидаты для использования в качестве лекарственных средств должны не только обладать нужной биологической активностью, но и быть пригодными для промышленного получения. С этой стороны вышеприведенные пептиды обладают некоторыми недостатками: гистатины проявляют большую фунгицидную активность, нежели бактерицидную, и это ограничивает их применение, а дефенсины, ввиду их структуры, сложны для получения, поскольку в процессе образования трех дисульфидных связей между остатками цистеина могут образовываться изомерные продукты, которые не обладают биологической активностью. В то же время, кателицидин (LL-37) не содержит цистеинов, поэтому может быть получен при помощи химического синтеза с высоким выходом и обладает мощным бактерицидным эффектом. LL-37 является наиболее близким к заявляемому пептиду по структуре и антимикробным свойствам. Подробные сведения о свойствах LL-37 и его фрагментов, а также о применении этих пептидов для лечения различных бактериальных инфекций человека можно найти в патентах WO 2009/001087, WO 2004/067025, WO 96/08508, RU 2346950.The antimicrobial peptide databases contain more than one and a half thousand substances (http://aps.unmc.edu/AP/main.php). to date, some of them are at different stages of clinical trials as drugs for the treatment and prevention of local and systemic infections (Gordon YJ et al., 2005, Curr Eye Res. July, 30 (7), 505-515), but the need to create new structures suitable for obtaining drugs based on them is only increasing. Since candidate peptides for use as medicines must not only possess the desired biological activity, but also be suitable for industrial production. On this side, the above peptides have some drawbacks: histatins exhibit greater fungicidal activity than bactericidal activity, and this limits their use, and defensins, due to their structure, are difficult to obtain, since isomeric products can form between the cysteine residues during the formation of three disulfide bonds. which do not have biological activity. At the same time, cathelicidin (LL-37) does not contain cysteines, therefore it can be obtained by chemical synthesis in high yield and has a powerful bactericidal effect. LL-37 is the closest to the claimed peptide in structure and antimicrobial properties. Detailed information on the properties of LL-37 and its fragments, as well as on the use of these peptides for the treatment of various bacterial infections of humans, can be found in patents WO 2009/001087, WO 2004/067025, WO 96/08508, RU 2346950.
Настоящее изобретение решает задачу расширения арсенала антимикробных пептидов пригодных для получения на их основе лекарственных средств для лечения и профилактики бактериальных инфекций человека.The present invention solves the problem of expanding the arsenal of antimicrobial peptides suitable for the preparation of drugs based on them for the treatment and prevention of bacterial infections of humans.
Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.
Поставленная задача решается за счет структуры пептида SE-41, являющегося ретропоследовательностью С-концевой части белка CAP 18, обладающего антимикробной активностью и имеющего следующий аминокислотный состав SEQ ID NO:1: SETRPVLNRLFDKIRQVIRKFEKGIKEKSKRFFDGLLAFRK, а также фрагментов пептида SE-41, имеющих в своем составе от 16 до 40 аминокислот и выбранных из группы, состоящей из The problem is solved due to the structure of the peptide SE-41, which is a retro-sequence of the C-terminal part of the
соответственно. Аминокислотные последовательности заявляемых пептидов приведены в табл.2.respectively. The amino acid sequences of the claimed peptides are given in table.2.
Ретро-пептиды это молекулы, имеющие топохимическое сродство с исходными пептидами, изомерные природным пептидам и отличающиеся от них противоположным направлением пептидных связей. Такие молекулы могут обладать биологической активностью исходных соединений. Для С-концевого фрагмента белка CAP 18 человека компьютерная модель альфа-спирали как прямой, так и ретро-последовательности, указывает на высокую вероятность образования в физиологических условиях амфипатичекой структуры, что является ключевым фактором для проявления пептидами бактерицидной активности.Retro peptides are molecules that have a topochemical affinity for the original peptides, isomeric to natural peptides and differing from them in the opposite direction of the peptide bonds. Such molecules may possess the biological activity of the starting compounds. For the C-terminal fragment of the
Помимо самих ретро-пептидов изобретение охватывает также аналоги ретро-пептидов и модифицированные ретро-пептиды. К аналогам относят пептиды, полученные путем замены одной или нескольких аминокислот на гомологичные, а также пептиды, являющиеся ретро-последовательностями С-концевой части белка CAP 18 различных млекопитающих, например, макаки, гиббона, орангутанга, шимпанзе, крысы, гориллы, мыши и т.д., последовательности которых можно найти в общедоступных базах данных (http://au.expasy.org/cgi-bin/blast.pl). Дополнительным аспектом изобретения являются пептиды, полученные из SE-41 SEQ ID NO:1 и его фрагментов путем замены одной или нескольких аминокислот на гомологичную. Следующие пары аминокислот относят к близким, гомологичным, выбор любой аминокислоты из пары не приводит к заметному изменению свойств пептида: Ala/Ser, Val/Ile, Asp/Glu, Thr/Ser, Ala/Gly, Ala/Thr, Ser/Asn, Ala/Val, Ser/Gly, Tyr/Phe, Ala/Pro, Lys/Arg, Asp/Asn, Leu/Ile, Leu/Val, Ala/Glu, Asp/Gly (WO 2004/108752). Еще одним аспектом изобретения являются модифицированные пептиды, которые содержат аминокислоты в D форме и/или альфа-аминогруппа N-концевой аминокислоты ацетилирована, а альфа-карбоксильная группа С-концевой аминокислоты амидирована. Такие модификации позволяют повысить устойчивость пептидов к действию протеолитических ферментов.In addition to the retro peptides themselves, the invention also encompasses retro peptide analogues and modified retro peptides. Analogues include peptides obtained by replacing one or several amino acids with homologous ones, as well as peptides that are retro-sequences of the C-terminal part of the
Таким образом, с учетом всех условий формулу заявляемых пептидов можно представить в общем виде:Thus, taking into account all conditions, the formula of the claimed peptides can be represented in general form:
и где аминокислоты, составляющие полипептид, выбраны независимо из D или L форм. Технический результат заявляемого изобретения достигается за счет таких свойств нового пептида, как: возможность получения пептида при помощи химического синтеза, бактерицидная активность, ранозаживляющее действие.and where the amino acids constituting the polypeptide are independently selected from D or L forms. The technical result of the claimed invention is achieved due to such properties of the new peptide as: the ability to obtain a peptide using chemical synthesis, bactericidal activity, wound healing effect.
Поскольку заявляемые пептиды относительно небольшие по размеру и содержат в своем составе от 16 до 41 аминокислоты, то они могут быть получены при помощи химического синтеза. Кроме того, пептиды являются линейными и не содержат цистеинов, что также упрощает их получение химическим синтезом, поскольку исключена возможность образования неактивных изомеров при замыкании дисульфидных связей.Since the claimed peptides are relatively small in size and contain from 16 to 41 amino acids, they can be obtained using chemical synthesis. In addition, the peptides are linear and do not contain cysteines, which also simplifies their production by chemical synthesis, since the possibility of the formation of inactive isomers upon closure of disulfide bonds is excluded.
Дополнительными признаками заявляемых пептидов, которые обеспечивают бактерицидное действие, являются положительный суммарный заряд и способность образовывать амфипатическую альфа-спираль в неводном окружении. Компьютерный анализ аминокислотных последовательностей пептидов SE-41 и его ближайшего известного аналога LL-37, проведенный при помощи программы на Интернет-сайте базы данных антимикробных пептидов (http://aps.unmc.edu/AP/prediction/prediction_main.php), приведен в табл.3.Additional features of the claimed peptides, which provide a bactericidal effect, are a positive total charge and the ability to form an amphipathic alpha-helix in a non-aqueous environment. A computer analysis of the amino acid sequences of the peptides SE-41 and its closest known analogue LL-37, performed using a program on the antimicrobial peptide database website (http://aps.unmc.edu/AP/prediction/prediction_main.php), is given in table 3.
Свойства пептидов SE-41 и LL-37.Table 3.
Properties of the peptides SE-41 and LL-37.
Из данных, представленных в таблице 3, следует, что ключевые для образования амфипатической альфа-спирали и проявления пептидом бактерицидных свойств параметры, а именно положительный суммарный заряд, процент гидрофобности, индекс Бомана (Boman, H.G. (2003) J.Inter.Med. 254: 197-215) и число гидрофобных остатков на одной стороне поверхности молекулы, лучше для заявляемого пептида SE-41 SEQ ID NO:1 по сравнению с известным аналогом LL-37.From the data presented in Table 3, it follows that the key parameters for the formation of the amphipathic alpha helix and the manifestation of the bactericidal properties of the peptide are the parameters, namely, the positive total charge, the percentage of hydrophobicity, and the Boman index (Boman, HG (2003) J.Inter. Med. 254 : 197-215) and the number of hydrophobic residues on one side of the surface of the molecule, better for the inventive peptide SE-41 SEQ ID NO: 1 compared with the known analogue LL-37.
Дополнительным аспектом изобретения является бактерицидная активность заявляемых пептидов, показанная в опытах с применением проточной лазерной цитофлуориметрии на бактериях Staphylococcus aureus (Wood46). Для полного ингибирования роста перечисленных микроорганизмов в опытах in vitro необходимы микромолярные концентрации заявляемых пептидов. При этом LD50 для SE-41 составляет 4.0 мкг/мл, а для LL-37 - 4.3 мкг/мл. Кроме того, бактерицидная активность была показана для следующих фрагментов пептида SE-41: SE37, IR20, IR24, LN31, LN35, характеризующихся тем, что имеют аминокислотную последовательность SEQ ID NO:5, SEQ ID NO:20, SEQ ID NO:90, SEQ ID NO:83, SEQ ID NO:151.An additional aspect of the invention is the bactericidal activity of the claimed peptides, shown in experiments using flow laser cytofluorimetry on bacteria Staphylococcus aureus (Wood46). For complete inhibition of the growth of these microorganisms in experiments in vitro, micromolar concentrations of the claimed peptides are required. In this case, the LD50 for SE-41 is 4.0 μg / ml, and for LL-37 - 4.3 μg / ml. In addition, bactericidal activity was shown for the following fragments of the peptide SE-41: SE37, IR20, IR24, LN31, LN35, characterized in that they have the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 90, SEQ ID NO: 83, SEQ ID NO: 151.
Дополнительно бактерицидные свойства заявляемых пептидов, на примере пептидов SE41, LN31, IR20, IR24, характеризующихся тем, что имеют аминокислотную последовательность SEQ ID NO:1, SEQ ID NO:83, SEQ ID NO:20, SEQ ID NO:90, были подтверждены в классическом бактериологическом опыте ингибиции образования колониеобразующих единиц на твердых питательных средах на чашках Петри. Также заявляемые пептиды оказывают ранозаживляющее действие в опытах на модели плоскостного раневого дефекта у лабораторных мышей в концентрации 25 мкг/мл. Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемых пептидов позволяет достичь технического результата - использовать новые бактерицидные пептиды для получения лекарственных средств для лечения и профилактики бактериальных инфекций человека.Additionally, the bactericidal properties of the claimed peptides, for example, peptides SE41, LN31, IR20, IR24, characterized in that they have the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 83, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 90, were confirmed in the classical bacteriological experiment of inhibiting the formation of colony forming units on solid nutrient media on Petri dishes. Also, the claimed peptides have a wound healing effect in experiments on a model of planar wound defect in laboratory mice at a concentration of 25 μg / ml. Thus, the set of essential features of the claimed peptides allows to achieve a technical result - to use new bactericidal peptides to obtain drugs for the treatment and prevention of bacterial infections of humans.
Примеры осуществления изобретения.Examples of carrying out the invention.
Пример 1. Синтез пептида SE41 SEQ ID NO:1:Example 1. The synthesis of the peptide SE41 SEQ ID NO: 1:
Получение Fmoc-Lys(Boc)-P (I).Obtaining Fmoc-Lys (Boc) -P (I).
П-алкоксибензильный полимер с содержанием гидроксильных групп 0,37 ммоль/г промывают диметилформамидом, диэтиловым эфиром и сушат на стеклянном фильтре. В минимальном объеме диметилформамида суспендируют 300 мг n-алкоксибензильного полимера и 13,2 мг диметиламинопиридина (0,11 ммоль). В 5 мл диметилформамида растворяют 515 мг (1,1 ммоль) Fmoc-Lys(Boc)-OH, 149 мг (1,1 ммоль) 1-гидроксибензотриазола, и 172 мкл (1,1 ммоль) NN'-диизопропилкарбодиимида, раствор перемешивают 10 мин при 0°С и затем приливают к суспендированному полимеру. Реакцию проводят 4 часа при периодическом перемешивании. По окончании реакции полимер отфильтровывают, промывают диметилформамидом и обрабатывают 5 мл смеси Ac2O-пиридин-CH2Cl2 (20:20:60) в течение 1 ч, после чего полимер промывают изопропанолом и диметилформамидом.A hydroxyl group p-alkoxybenzyl polymer is washed with dimethylformamide, diethyl ether and dried on a glass filter. 300 mg of n-alkoxybenzyl polymer and 13.2 mg of dimethylaminopyridine (0.11 mmol) are suspended in a minimum volume of dimethylformamide. 515 mg (1.1 mmol) of Fmoc-Lys (Boc) -OH, 149 mg (1.1 mmol) of 1-hydroxybenzotriazole and 172 μl (1.1 mmol) of NN'-diisopropylcarbodiimide are dissolved in 5 ml of dimethylformamide, the solution is stirred 10 min at 0 ° C and then added to the suspended polymer. The reaction is carried out for 4 hours with periodic stirring. At the end of the reaction, the polymer is filtered off, washed with dimethylformamide and treated with 5 ml of a mixture of Ac 2 O-pyridine-CH 2 Cl 2 (20:20:60) for 1 h, after which the polymer is washed with isopropanol and dimethylformamide.
Получение Fmoc-Arg(Pbf)-Lys(Boc)-P (II).Preparation of Fmoc-Arg (Pbf) -Lys (Boc) -P (II).
а) Полученный на предыдущем этапе пептидил-полимер (I) в течение 20 мин. обрабатывают 20%-ным раствором пиперидина в диметилформамиде. Полимер промывают последовательно 5 мл следующих растворителей: диметилформамидом - 3 раза по 2 мин, смесью диоксан-вода (2:1) - 2 раза по 5 мин, диметилформамидом - 5 раз по 2 мин.a) The peptidyl polymer (I) obtained in the previous step for 20 minutes treated with a 20% solution of piperidine in dimethylformamide. The polymer is washed successively with 5 ml of the following solvents: dimethylformamide - 3 times for 2 minutes, a mixture of dioxane-water (2: 1) - 2 times for 5 minutes, dimethylformamide - 5 times for 2 minutes.
б) В 5 мл диметилформамида растворяют 713 мг (1,1 ммоль) Fmoc-Arg(Pbf)-OH, 149 мг (1,1 ммоль) 1-гидроксибензотриазола и 172 мкл (1,1 ммоль) NN'-диизопропилкарбодиимида, раствор перемешивают 10 мин при 0°С и затем приливают к суспендированному полимеру. Реакцию проводят 4 часа при периодическом перемешивании. По окончании реакции полимер отфильтровывают, промывают диметилформамидом и обрабатывают 5 мл смеси Ас2O-пиридин-диметилформамид (20:20:60) в течение 1 ч, после чего полимер последовательно промывают диметилформамидом, изопропанолом, диметилформамидом.b) 713 mg (1.1 mmol) of Fmoc-Arg (Pbf) -OH, 149 mg (1.1 mmol) of 1-hydroxybenzotriazole and 172 μl (1.1 mmol) of NN'-diisopropylcarbodiimide are dissolved in 5 ml of dimethylformamide, solution stirred for 10 min at 0 ° C and then added to the suspended polymer. The reaction is carried out for 4 hours with periodic stirring. At the end of the reaction, the polymer is filtered off, washed with dimethylformamide and treated with 5 ml of a mixture of Ac 2 O-pyridine-dimethylformamide (20:20:60) for 1 h, after which the polymer is washed successively with dimethylformamide, isopropanol, dimethylformamide.
Синтез пептида SE41: SETRPVLNRLFDKIRQVIRKFEKGIKEKSKRFFDGLLAFRK.Peptide synthesis SE41: SETRPVLNRLFDKIRQVIRKFEKGIKEKSKRFFDGLLAFRK.
Синтез полипептидной цепи проводят вручную в стеклянном проточном реакторе (2×20 см) по следующему протоколу для каждого синтетического цикла (из расчета 8-10 мл растворителя на 300 мг исходного полимера), при проведении реакции конденсации (операция 6) используют объем реакционной смеси 3-4 мл:The synthesis of the polypeptide chain is carried out manually in a glass flow reactor (2 × 20 cm) according to the following protocol for each synthetic cycle (based on 8-10 ml of solvent per 300 mg of the starting polymer); during the condensation reaction (step 6), the volume of the reaction mixture 3 -4 ml:
1. DMF (5×2 мин);1. DMF (5 × 2 min);
2. 20% пиперидин в DMF (20 мин);2. 20% piperidine in DMF (20 min);
3. DMF (3×2 мин);3. DMF (3 × 2 min);
4. диоксан-вода, 2:1, (2×5 мин);4. dioxane-water, 2: 1, (2 × 5 min);
5. DMF (5×2 мин);5. DMF (5 × 2 min);
6. Реакция конденсации: 10 экв. активированной Fmoc-аминокислоты (4 ч);6. Condensation reaction: 10 eq. activated Fmoc amino acids (4 hours);
7. DMF (3×2 мин);7. DMF (3 × 2 min);
8. ацетилирование: Ас2О-пиридин-диметилформамид, 20:20:60, (1 ч);8. acetylation: Ac 2 O-pyridine-dimethylformamide, 20:20:60, (1 h);
9. DMF (3×2 мин);9. DMF (3 × 2 min);
10. изопропанол (3×2 мин);10. isopropanol (3 × 2 min);
Для активации Fmoc-производных аминокислот DIPCDI/HOBT-методом к раствору 10 экв.(1.1 ммоль) Fmoc-защищенной аминокислоты и 149 мг (10 экв., 1.1 ммоль) HOBt в 3-4 мл DMF добавляют 172 мкл (10 экв., 1.1 ммоль) DIPCDI, раствор перемешивают 10 мин.To activate the Fmoc-derived amino acids with the DIPCDI / HOBT method, 172 μl (10 equiv., 10 equivalents) are added to a solution of 10 eq. (1.1 mmol) of the Fmoc-protected amino acid and 149 mg (10 eq., 1.1 mmol) of HOBt in 3-4 ml of DMF. 1.1 mmol) DIPCDI, the solution is stirred for 10 minutes.
Полноту протекания реакции конденсации контролируют с помощью нингидринового или, в случае N-концевого пролина, пикринового тестов после операции 6 синтетического протокола.The completeness of the condensation reaction is monitored using the ninhydrin or, in the case of the N-terminal proline, picrin tests after step 6 of the synthetic protocol.
Для реакции отщепления пептида от полимера и одновременного деблокирования защитных групп боковых цепей аминокислот отбирают 300 мг пептидил-полимера (из 1.2 г пептидил-полимера). К пептидил-полимеру приливают 5 мл смеси TFA-EDT-DMS-м-крезол в объемном соотношении 91:3:3:3, суспензию перемешивают в течение 2 ч, затем полученный раствор пептида отфильтровывают от полимера, промывают 5 мл TFA и избыток TFA упаривают при пониженном давлении. Пептид осаждают 100 мл этилового эфира, отфильтровывают и промывают эфиром (5×20 мл). Осадок растворяют в 5 мл 10% АсОН 20 мин, отфильтровывают и промывают 5 мл 10% АсОН. Полученный раствор пептида лиофилизовывают и обессоливают на колонке (2,5×60 см) с Сефадексом G-10 в 0.1М АсОН. Очистку пептида проводят с помощью обращенно-фазовой ВЭЖХ в градиенте ацетонитрила (от 10% до 70% за 60 мин) в 0,1% TFA при расходе элюента 4 мл/мин, поглощение элюата регистрируют при длине волны 226 нм. Фракции, соответствующие основному пику на хроматограмме, собирают и лиофилизируют. Выход пептида в расчете на С-концевую аминокислоту составил 30%. Пептид анализируют с помощью аналитической ВЭЖХ и масс-спектрометрии. Аналитическую обращенно-фазовую ВЭЖХ проводят в градиенте ацетонитрила в 0,1% TFA (от 10% до 70% за 60 мин) при расходе элюента 1 мл/мин, поглощение элюата регистрируют при длине волны 226 нм. Время удерживания пептида в условиях аналитической ВЭЖХ составило 40,3 мин. Экспериментальная молекулярная масса 4993.5, теоретическая молекулярная масса 4992.9.For the reaction of peptide cleavage from the polymer and simultaneous release of the protective groups of the amino acid side chains, 300 mg of the peptidyl polymer (from 1.2 g of the peptidyl polymer) are selected. 5 ml of a mixture of TFA-EDT-DMS-m-cresol are added to the peptidyl polymer in a volume ratio of 91: 3: 3: 3, the suspension is stirred for 2 hours, then the resulting peptide solution is filtered off from the polymer, washed with 5 ml of TFA and an excess of TFA evaporated under reduced pressure. The peptide is precipitated with 100 ml of ethyl ether, filtered and washed with ether (5 × 20 ml). The precipitate was dissolved in 5 ml of 10% AcOH for 20 minutes, filtered and washed with 5 ml of 10% AcOH. The resulting peptide solution was lyophilized and desalted on a column (2.5 × 60 cm) with Sephadex G-10 in 0.1 M AcOH. The peptide was purified using reverse-phase HPLC in an acetonitrile gradient (from 10% to 70% in 60 min) in 0.1% TFA at an eluent flow rate of 4 ml / min, the absorption of the eluate was recorded at a wavelength of 226 nm. Fractions corresponding to the main peak in the chromatogram are collected and lyophilized. The yield of the peptide based on the C-terminal amino acid was 30%. The peptide is analyzed by analytical HPLC and mass spectrometry. Analytical reverse-phase HPLC was carried out in an acetonitrile gradient in 0.1% TFA (from 10% to 70% in 60 minutes) at an eluent flow rate of 1 ml / min, the absorption of the eluate was recorded at a wavelength of 226 nm. The retention time of the peptide under analytical HPLC was 40.3 minutes. Experimental molecular weight 4993.5, theoretical molecular weight 4992.9.
Сокращения:Abbreviations:
DIPCDI-N,N'-диизопропилкарбодиимид; Fmoc-9 - флуоренилметилоксикарбонил; НОВТ - 1-гидроксибензотриазол; TFA - трифторуксусная кислота; DMAP - диметиламинопиридин; EDT - этандитиол; DMS - диметилсульфид; АсОН - уксусная кислота; DMF - диметилформамидDIPCDI-N, N'-diisopropylcarbodiimide; Fmoc-9 - fluorenylmethyloxycarbonyl; NOVT - 1-hydroxybenzotriazole; TFA - trifluoroacetic acid; DMAP - dimethylaminopyridine; EDT - ethanedithiol; DMS Dimethyl Sulfide; AcOH - acetic acid; DMF - dimethylformamide
Пример 2. Оценка бактерицидной активности пептидов LL-37 и SE-41 методом проточной лазерной цитофлуориметрии.Example 2. Evaluation of the bactericidal activity of the peptides LL-37 and SE-41 by flow laser cytofluorimetry.
Антимикробные свойства синтетических катионных пептидов (LL37 и SE41) исследуют на модели St. aureus (Wood46).The antimicrobial properties of synthetic cationic peptides (LL37 and SE41) are investigated in the St. model. aureus (Wood46).
Суточную агаровую культуру St.aureus (штамм Wood46) смывают фосфатно-солевым буфером (ФСБ), дезинтегрируют с помощью ультразвука на УЗ-бане (51 кГц, 90 W) 2 часа, осаждают при 1000 g 25 мин и отмывают 10 мл ФСБ. Второй раз отмывку проводят 0,01М карбонатно-бикарбонатным буфером (рН=9,5). Ресуспендируют в этом же буфере и по стандарту мутности концентрацию бактерий доводят до 1×108/мл. К суспензии добавляют свежеприготовленный раствор изотиоцианат флуоресцеина - ФИТЦ (Сигма) из расчета 1 мг/мл и выдерживают карбонатно-бикарбонатном буфере рН=9,5 в течение 16 часов при +4°С в темноте (St.aureus-ФИТЦ+). После инкубации St.aureus-ФИТЦ+ трижды отмывают ФСБ (1000g 25 мин), ресуспендируют в ФСБ с добавлением 5% эмбриональной телячьей сыворотки и 5% ДМСО. Концентрацию St.aureus-ФИТЦ+ доводят до 5×108/мл с помощью Tru Count пробирок (Becton Dickinson) с известным количеством микробусинок. Аликвоты хранят при -70°С.The daily agar culture of St.aureus (strain Wood46) was washed with phosphate-buffered saline (PBS), disintegrated using ultrasound on an ultrasonic bath (51 kHz, 90 W) for 2 hours, precipitated at 1000 g for 25 minutes and washed with 10 ml of PBS. The second time the washing is carried out with 0.01 M carbonate-bicarbonate buffer (pH = 9.5). Resuspend in the same buffer and, according to the turbidity standard, the concentration of bacteria is adjusted to 1 × 10 8 / ml. A freshly prepared solution of fluorescein isothiocyanate - FITC (Sigma) is added to the suspension at the rate of 1 mg / ml and the carbonate-bicarbonate buffer is kept at pH = 9.5 for 16 hours at + 4 ° С in the dark (St.aureus-FITC + ). After incubation, St.aureus-FITZ + was washed three times with FSB (1000g 25 min), resuspended in FSB with the addition of 5% fetal calf serum and 5% DMSO. The concentration of St.aureus-FITZ + was adjusted to 5 × 10 8 / ml using Tru Count tubes (Becton Dickinson) with a known number of microbeads. Aliquots are stored at -70 ° C.
После разморозки аликвоты бактерий, осаждают и отмывают в 10 мМ растворе ФСБ рН=7,4 2 раза при 1000g 25 мин.After defrosting, aliquots of bacteria are precipitated and washed in a 10 mM FSB solution pH = 7.4 2 times at 1000g 25 min.
Реакцию бактерицидной активности биологических жидкостей проводят в 96-луночном круглодонном планшете. Для этого инкубируют 90 мкл катионных пептидов и 90 мкл St.aureus-ФИТЦ+ (1×107 КОЕ/мл) в течение 3 часов при +37°С. Контролем реакции является спонтанная гибель St.aureus-ФИТЦ+ (бактерии с ФСБ, находящиеся в тех же условиях).The reaction of the bactericidal activity of biological fluids is carried out in a 96-well round-bottom plate. To do this, incubate 90 μl of cationic peptides and 90 μl of St.aureus-FITC + (1 × 10 7 CFU / ml) for 3 hours at + 37 ° C. The control of the reaction is the spontaneous death of St.aureus-FITC + (bacteria with FSB under the same conditions).
После инкубации к бактериям вносят пропидиум иодид (2,5 мкг/мл) на ФСБ. Как известно, пропидиум иодид проникает и окрашивает только убитые клетки. Через 10 мин образцы анализируют на проточном цитофлюориметре FACSCalibur (Becton Dickinson) в программе CellQuest в координатах FL1 и FL3. Среди общей популяции клеток стафилококка, окрашенных ФИТЦ (зеленый флуорохром), определяют процент клеток стафилококка, окрашенных в пропидиум иодидом (красный флуорохром) (Табл.4. Антибактериальная активность синтетических кателицидинов). Далее при помощи программы Exel рассчитывают LD50 методом Ашмарина-Кербера (Табл.5. Определение LD50 препаратов в отношении St.aureus Wood46).After incubation, propidium iodide (2.5 μg / ml) is added to the bacteria to the FSB. As you know, propidium iodide penetrates and stains only dead cells. After 10 minutes, the samples were analyzed on a FACSCalibur flow cytometer (Becton Dickinson) in the CellQuest program at coordinates FL1 and FL3. Among the general population of staphylococcus cells stained with FITC (green fluorochrome), the percentage of staphylococcus cells stained with propidium iodide (red fluorochrome) is determined (Table 4. Antibacterial activity of synthetic cathelicidins). Next, using the Exel program, LD50 is calculated by the Ashmarin-Kerber method (Table 5. Determination of LD50 of preparations in relation to St.aureus Wood46).
Антибактериальная активность пептидов LL-37 и SE-41.Table 4.
Antibacterial activity of the peptides LL-37 and SE-41.
Определение LD50 пептидов LL-37 и SE-41 в отношении St.aureus Wood46.Table 5.
Determination of LD50 of peptides LL-37 and SE-41 against St.aureus Wood46.
Пример 3. Оценка антимикробного действия синтетических катионных пептидов LL37 и SE41 при помощи классического бактериологического метода.Example 3. Evaluation of the antimicrobial effect of synthetic cationic peptides LL37 and SE41 using the classical bacteriological method.
Оценку антимикробного действия полученных синтетических катионных пептидов (кателицидинов) осуществляли классическим бактериологическим методом. Антимикробные свойства синтетических катионных пептидов (LL37 и SE41) исследовали на модели St.aureus (Wood46) и Escherichia coli (ATCC 25922).The antimicrobial effect of the obtained synthetic cationic peptides (cathelicidins) was evaluated by the classical bacteriological method. The antimicrobial properties of synthetic cationic peptides (LL37 and SE41) were studied on the models of St.aureus (Wood46) and Escherichia coli (ATCC 25922).
Культуру бактерий, выращивают на скошенном триптиказосоевом агаре (Beckton Dickinson), смывают 10 мМ физиологическим раствором PBS (Sigma) рН=7,4 и осаждают при 1000g 25 мин. Далее отмывают в PBS и осадок ресуспендируют в PBS. Методом высева на плотные питательные среды определяют в трех независимых опытах количество колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 мл. Оптическую плотность (OD) бактериальной суспензии измеряют на спектрофотометре Beckman Coulter DU 730 при λ=620 нм. OD620, равная 0,2, соответствует 5×107 КОЕ/мл. Концентрацию бактерий во всех опытах доводят PBS до 1×107 КОЕ/мл.Bacterial culture, grown on beveled trypticosoy soy agar (Beckton Dickinson), washed with 10 mM PBS (Sigma) saline pH = 7.4 and precipitated at 1000g for 25 minutes. It is then washed in PBS and the precipitate is resuspended in PBS. The method of seeding on solid nutrient media determines in three independent experiments the number of colony forming units (CFU) in 1 ml. The optical density (OD) of the bacterial suspension was measured on a Beckman Coulter DU 730 spectrophotometer at λ = 620 nm. OD 620 of 0.2 corresponds to 5 × 10 7 CFU / ml. The concentration of bacteria in all experiments adjusted PBS to 1 × 10 7 CFU / ml
Эксперимент проводят в стерильных пластиковых пробирках объемом 1,5 мл (Sarstedt). В пробирки вносят 10 мкл бактерий, 10 мкл раствора синтетического пептида в соответствующей концентрации и 30 мкл PBS. В контрольную пробирку пептид не вносят. При оценке антибактериального действия пептидов на модели St. aureus и E.coli используют концентрации 0.2, 2 и 20 мкг/мл и 2.5, 5, 10 и 20 мкг/мл соответственно. Пластиковые пробирки со смесью бактерий и пептидов инкубируют в водяной бане TW-2.02 (ELMI) в течение 3 ч при 37°С. После инкубации смеси разводят раствором PBS и делают высевы в объеме 50 мкл на триптиказосоевый агар (Beckton Dickinson) в чашках Петри. Чашки помещают в термостат при 37°С на 18-24 час, после чего производят подсчет выросших колониям. Определяют процент убитых бактерий по отношению к контролю и рассчитывают LD50 по методу Рида и Менча.The experiment is carried out in 1.5 ml sterile plastic tubes (Sarstedt). 10 μl of bacteria, 10 μl of a solution of a synthetic peptide in an appropriate concentration and 30 μl of PBS are added to the tubes. The peptide was not added to the control tube. When evaluating the antibacterial effect of peptides in the St. aureus and E. coli use concentrations of 0.2, 2, and 20 μg / ml and 2.5, 5, 10, and 20 μg / ml, respectively. Plastic tubes with a mixture of bacteria and peptides are incubated in a TW-2.02 water bath (ELMI) for 3 hours at 37 ° C. After incubation, the mixtures were diluted with PBS and inoculated in a volume of 50 μl on trypticase soy agar (Beckton Dickinson) in Petri dishes. Cups are placed in a thermostat at 37 ° C for 18-24 hours, after which the grown colonies are counted. Determine the percentage of bacteria killed in relation to the control and calculate LD 50 according to the method of Reed and Mench.
Результаты экспериментов представлены в табл.6. Оценка противомикробного действия препаратов на модели St.aureus(Wood46) и табл.7. Оценка противомикробного действия препаратов на модели Е.coli (АТСС 25922), а также на фиг.1. Эффект подавления роста бактериальной культуры (St. aureus Wood 46) и фиг.2. Эффект подавления роста бактериальной культуры на модели Е.coli (ATCC 25922). Результаты экспериментов показывают, что оба пептида LL-37 и SE-41 обладают высокой бактерицидностью по отношению к St.aureus и E.coli, причем в низких концентрациях эффект на Е.coli пептида SE-41 выше, чем LL-37.The experimental results are presented in table.6. Evaluation of the antimicrobial effect of drugs on the St.aureus model (Wood46) and Table 7. Evaluation of the antimicrobial effect of drugs on the E. coli model (ATCC 25922), as well as in figure 1. The effect of suppressing the growth of a bacterial culture (St. aureus Wood 46) and Fig.2. The effect of suppressing the growth of bacterial cultures on the E. coli model (ATCC 25922). The experimental results show that both peptides LL-37 and SE-41 have high bactericidal activity against St. aureus and E. coli, and in low concentrations the effect on E. coli of the peptide SE-41 is higher than LL-37.
Оценка противомикробного действия препаратов на модели St.aureus (Wood46).Table 6.
Evaluation of the antimicrobial effect of drugs on the St.aureus model (Wood46).
Оценка противомикробного действия препаратов на модели Е.coli (ATCC 25922).Table 7.
Evaluation of the antimicrobial effect of drugs on the E. coli model (ATCC 25922).
Определение LD50 пептидов LL-37 и SE-41 на модели St. aureus (Wood 46).Table 8.
Determination of LD50 peptides LL-37 and SE-41 on the model St. aureus (Wood 46).
Определение LD50 пептидов LL-37 и SE-41 на модели Е.coli (ATCC 25922).Table 9.
Determination of LD50 of peptides LL-37 and SE-41 on the E. coli model (ATCC 25922).
Пример 4. Изучение ранозаживляющего действия пептида SE41 на модели плоскостного раневого дефекта у лабораторных мышей.Example 4. The study of the wound healing effect of the peptide SE41 on a model of planar wound defect in laboratory mice.
Ранозаживляющее действие SE41 оценивали на полнослойной ране у 20 мышей F1 (CBA×C57 BL/6). Под легким эфирным наркозом у животных выбривают шерсть на спине, по трафарету наносят «метку» 0,5 см ×0,5 см и вырезают полнослойный лоскут кожи, моделируя стандартный по площади раневой дефект. Через сутки после нанесения раны животных распределяют на 4 группы по 5 мышей:The wound healing effect of SE41 was evaluated on a full-layer wound in 20 F 1 mice (CBA × C57 BL / 6). Under light ether anesthesia, the animals are shaved on their backs, a “mark” of 0.5 cm × 0.5 cm is applied on the screen and a full-layer skin flap is cut, simulating a standard wound defect in area. A day after wounding, animals are divided into 4 groups of 5 mice:
1 гр. - контрольные мыши, которым на рану капают физраствор.1 g - control mice, which saline is dripped onto the wound.
2 гр. - мыши, которым на рану капают раствор SE41 в концентрации 100 мкг/мл.2 gr. - mice that are dripped on the wound with a solution of SE41 at a concentration of 100 μg / ml.
3 гр. - мыши, которым на рану капают раствор SE41 в концентрации 50 мкг/мл.3 gr. - mice that are dripped on the wound with a solution of SE41 at a concentration of 50 μg / ml.
4 гр. - мыши, которым на рану капают раствор SE41 в концентрации 25 мкг/мл.4 gr. - mice that are dripped on the wound with a solution of SE41 at a concentration of 25 μg / ml.
Животных каждой группы содержат в отдельных клетках в одинаковых условиях по 5 шт. при свободном доступе к воде и пище.Animals of each group are kept in separate cages in the same conditions for 5 pcs. with free access to water and food.
Для приготовления рабочих растворов SE41 используют стерильную апирогенную воду с добавлением 0,9% стерильного хлористого натрия. Приготовленный таким образом физраствор служит основой для дальнейшего разведения SE41 до рабочих концентраций. Растворы SE41 готовят перед нанесением на раны.For the preparation of working solutions SE41 using sterile pyrogen-free water with the addition of 0.9% sterile sodium chloride. Saline thus prepared serves as the basis for further dilution of SE41 to working concentrations. SE41 solutions are prepared before application to wounds.
На рану растворы SE41 капают через сутки после травмы с помощью инсулинового шприца без иглы по 0,1 мл, далее ежедневно в течение 7 дней.SE41 solutions are dripped into the wound one day after the injury with the help of an insulin syringe without a needle of 0.1 ml, then daily for 7 days.
На 2, 4, 8 и 11 день от начала эксперимента проводят измерение величины ран по массе слюдяных выкроек. Результаты измерений представлены в табл.10-14.On days 2, 4, 8, and 11 from the start of the experiment, the size of the wounds is measured by the mass of mica patterns. The measurement results are presented in table 10-14.
Изменение величины раневой поверхности у мышей контрольной группы.Table 10.
Change in the size of the wound surface in mice of the control group.
Результаты наблюдения показывают, что в контрольной группе мышей, без использования на ране препарата SE41, раны зажили к 14 дню, у одной мышки из 5 раневой дефект отсутствовал на 11 день после травмы.The results of the observation show that in the control group of mice, without using the SE41 preparation on the wound, the wounds healed by the 14th day, one mouse out of 5 had no wound defect on the 11th day after the injury.
Изменение величины раневой поверхности у мышей группы №2Table 11.
Change in the size of the wound surface in mice of group No. 2
Необходимо отметить, что при нанесении раствора SE41 в концентрации 100 мкг/мл животные проявляли двигательное беспокойство, после чего начинали вылизывать друг другу раневую поверхность. В дальнейшем раны у животных этой группы внешне отличались от ран у животных других групп. Через 48 часов после травмы у животных контрольной группы, №3 и №4 раневой дефект представлял собой сухой струп (корочку), у животных гр. №2 в течение 4 суток после травмы рана была сухой, но корочки не образовывалось, края раны при этом казались приподнятыми над дном раны. Далее сформировался сухой струп и внешний вид уже не отличался, но размеры в среднем были больше, полная краевая эпителизация закончилась к 15 суткам.It should be noted that when applying the SE41 solution at a concentration of 100 μg / ml, the animals showed motor anxiety, after which they began to lick each other's wound surface. Subsequently, wounds in animals of this group externally differed from wounds in animals of other groups. 48 hours after the injury in animals of the control group, No. 3 and No. 4, the wound defect was a dry scab (crust), in animals, gr. No. 2 within 4 days after the injury, the wound was dry, but no crust formed, the edges of the wound seemed to be raised above the bottom of the wound. Then a dry scab formed and the appearance did not differ anymore, but the sizes were on average larger, the complete marginal epithelization ended by 15 days.
Изменение величины раневой поверхности у мышей группы №3Table 12.
Change in the size of the wound surface in mice of group No. 3
В группе №3 результаты измерения раневого дефекта практически не отличались от контрольной группы, в то же время некоторую тенденцию к ускорению процесса регенерации на 4-8 сутки после раны следует отметить.In group No. 3, the results of measurements of the wound defect did not practically differ from the control group, at the same time, a certain tendency to accelerate the regeneration process by 4-8 days after the wound should be noted.
В группе №4 при лечении ран раствором SE41 в концентрации 25 мкг/мл у всех мышей выявлено ускорение заживления раневого процесса.In group No. 4, in the treatment of wounds with a solution of SE41 at a concentration of 25 μg / ml, acceleration of wound healing was revealed in all mice.
Изменение величины раневой поверхности у мышей группы №4.Table 13.
Change in the size of the wound surface in mice of group No. 4.
Суммарные данные по ранозаживляющему эффекту SE41 (массыTable 14.
Summary data on the wound healing effect of SE41 (masses
Таким образом, по результатам данного эксперимента можно сделать вывод о наличии у пептида SE41 ранозаживляющей активности при местном его использовании в концентрации 25-50 мкг/мл. Наилучший эффект наблюдается при применении раствора SE41 с концентрацией 25 мкг/мл.Thus, according to the results of this experiment, we can conclude that the peptide SE41 has wound healing activity when applied locally at a concentration of 25-50 μg / ml. The best effect is observed when using a solution of SE41 with a concentration of 25 μg / ml.
Пример 5. Оценка бактерицидной активности фрагментов пептида SE-41 методом проточной лазерной цитофлуориметрии.Example 5. Evaluation of the bactericidal activity of fragments of the peptide SE-41 by flow laser cytofluorimetry.
Оценку бактерицидной активности пептидов проводят, как описано в примере 2. Результаты определения LD50 приведены в табл.15. LD50 пептида SE-41 и его фрагментов в отношении St.aureus (Wood 46) в проточной цитофлуориметрии.Evaluation of the bactericidal activity of the peptides is carried out as described in example 2. The results of the determination of LD50 are given in table 15. LD50 of SE-41 peptide and its fragments against St.aureus (Wood 46) in flow cytometry.
Пример 6. Оценка антимикробного действия пептида SE41 и его фрагментов при помощи классического бактериологического метода.Example 6. Evaluation of the antimicrobial action of the peptide SE41 and its fragments using the classical bacteriological method.
Эксперимент по оценке антимикробного действия пептида SE41 и его фрагментов проводят, как описано в примере 3. Результаты приведены в табл.16. Оценка противомикробного действия пептида SE-41 и его фрагментов на модели St.aureus (Wood46).An experiment to evaluate the antimicrobial effect of the SE41 peptide and its fragments is carried out as described in example 3. The results are shown in table.16. Evaluation of the antimicrobial effect of the peptide SE-41 and its fragments on the model of St.aureus (Wood46).
Аминокислотная последовательность пептида SE41 SEQ ID NO:1:Amino acid sequence of the peptide SE41 SEQ ID NO: 1:
SETRPVLNRLFDKIRQVIRKFEKGIKEKSKRFFDGLLAFRKSETRPVLNRLFDKIRQVIRKFEKGIKEKSKRFFDGLLAFRK
Claims (8)
U-X19-X20-X21-X22-X23-X24-X25-X26-X27-X28-X29-X30-X31-X32-Z, где U=X18, X17-X18, X16-X17-X18, X15-X16-X17-X18, X14-X15-X16-X17-X18, X13-X14-X15-X16-X17-X18, X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, Х4-Х5-Х6-Х7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18, X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18 или X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18; Z=Х33, Х33-Х34, Х33-Х34-Х35, Х33-Х34-Х35-Х36, Х33-Х34-Х35-Х36-Х37, Х33-Х34-Х35-Х36-Х37-Х38, Х33-Х34-Х35-Х36-Х37-Х38-Х39, Х33-Х34-Х35-Х36-Х37-Х38-Х39-Х40 или Х33-Х34-Х35-Х36-Х37-Х38-Х39-Х40-Х41;
X1=Ser;
X2=Glu;
Х3=Thr;
X4=Arg;
X5=Pro;
Х6=Val;
X7=Leu;
X8=Asn;
X9=Arg;
X10=Leu;
X11=Phe;
X12=Asp;
X13=Lys;
X14=Ile;
X15=Arg;
X16=Gln;
Х17=Val;
X18=Ile;
X19=Arg;
X20=Lys;
X21=Phe;
X22=Glu;
X23=Lys;
X24=Gly;
X25=Ile;
X26=Lys;
X27=Glu;
X28=Lys;
X29=Ser;
X30=Lys;
X31=Arg;
Х32=Phe;
X33=Phe;
X34=Asp;
Х35=Gly;
X36=Leu;
X37=Leu;
Х38=Аlа;
Х39=Рhе;
X40=Arg;
X41=Lys,
и где аминокислоты, составляющие полипептид, выбраны независимо из D или L форм.1. The polypeptide having antibacterial activity and consisting of amino acids according to the following formula:
UX 19 -X 20 -X 21 -X 22 -X 23 -X 24 -X 25 -X 26 -X 27 -X 28 -X 29 -X 30 -X 31 -X 32 -Z, where U = X 18 , X 17 -X 18 , X 16 -X 17 -X 18 , X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 11 -X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 9 -X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 - X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 8 -X 9 -X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 7 -X 8 -X 9 -X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 6 -X 7 -X 8 -X 9 -X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 5 -X 6 -X 7 -X 8 -X 9 -X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 - X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 4 -X 5 -X 6 -X 7 -X 8 -X 9 -X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 3 -X 4 -X 5 -X 6 -X 7 -X 8 -X 9 -X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 , X 2 -X 3 -X 4 -X 5 -X 6 -X 7 -X 8 -X 9 -X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 - X 17 -X 18 and whether X 1 -X 2 -X 3 -X 4 -X 5 -X 6 -X 7 -X 8 -X 9 -X 10 -X 11 -X 12 -X 13 -X 14 -X 15 -X 16 -X 17 -X 18 ; Z = X 33 , X 33 -X 34 , X 33 -X 34 -X 35 , X 33 -X 34 -X 35 -X 36 , X 33 -X 34 -X 35 -X 36 -X 37 , X 33 - X 34 -X 35 -X 36 -X 37 -X 38 , X 33 -X 34 -X 35 -X 36 -X 37 -X 38 -X 39 , X 33 -X 34 -X 35 -X 36 -X 37 -X 38 -X 39 -X 40 or X 33 -X 34 -X 35 -X 36 -X 37 -X 38 -X 39 -X 40 -X 41 ;
X 1 = Ser;
X 2 = Glu;
X 3 = Thr;
X 4 = Arg;
X 5 = Pro;
X 6 = Val;
X 7 = Leu;
X 8 = Asn;
X 9 = Arg;
X 10 = Leu;
X 11 = Phe;
X 12 = Asp;
X 13 = Lys;
X 14 = Ile;
X 15 = Arg;
X 16 = Gln;
X 17 = Val;
X 18 = Ile;
X 19 = Arg;
X 20 = Lys;
X 21 = Phe;
X 22 = Glu;
X 23 = Lys;
X 24 = Gly;
X 25 = Ile;
X 26 = Lys;
X 27 = Glu;
X 28 = Lys;
X 29 = Ser;
X 30 = Lys;
X 31 = Arg;
X 32 = Phe;
X 33 = Phe;
X 34 = Asp;
X 35 = Gly;
X 36 = Leu;
X 37 = Leu;
X 38 = Ala;
X 39 = Phe;
X 40 = Arg;
X 41 = Lys,
and where the amino acids constituting the polypeptide are independently selected from D or L forms.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010130096/10A RU2434880C1 (en) | 2010-07-21 | 2010-07-21 | Polypeptide demonstrating antibacterial activity and suitable for obtaining therapeutic medications for treatment of human bacterial infections |
PCT/RU2011/000535 WO2012011848A1 (en) | 2010-07-21 | 2011-07-20 | Polypeptide having antibacterial activity and suitable for producing drugs for the treatment of bacterial infections in humans |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010130096/10A RU2434880C1 (en) | 2010-07-21 | 2010-07-21 | Polypeptide demonstrating antibacterial activity and suitable for obtaining therapeutic medications for treatment of human bacterial infections |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2434880C1 true RU2434880C1 (en) | 2011-11-27 |
Family
ID=45318166
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010130096/10A RU2434880C1 (en) | 2010-07-21 | 2010-07-21 | Polypeptide demonstrating antibacterial activity and suitable for obtaining therapeutic medications for treatment of human bacterial infections |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2434880C1 (en) |
WO (1) | WO2012011848A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110330553A (en) * | 2019-06-05 | 2019-10-15 | 遵义医科大学珠海校区 | A kind of mutant and the preparation method and application thereof of antibacterial peptide VL25-1 |
RU2705098C2 (en) * | 2016-11-03 | 2019-11-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) | Pharmaceutical composition for treating mycotic lesions of mucous membranes |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2275011T3 (en) * | 2001-11-20 | 2007-06-01 | Novozymes A/S | ANTIMICROBIAL POLPEPTIDES OF PSEUDOPLECTANIA NIGRELLA. |
EP1621205A1 (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-01 | OctoPlus Technologies B.V. | Antimicrobial peptides derived from CAP18 |
MX2007015036A (en) * | 2005-06-06 | 2008-02-07 | Novozymes As | Polypeptides having antimicrobial activity and polynucleotides encoding same. |
RU2302467C1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-07-10 | Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук | Latarcin peptides having antibacterial activity |
-
2010
- 2010-07-21 RU RU2010130096/10A patent/RU2434880C1/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-07-20 WO PCT/RU2011/000535 patent/WO2012011848A1/en active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2705098C2 (en) * | 2016-11-03 | 2019-11-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) | Pharmaceutical composition for treating mycotic lesions of mucous membranes |
CN110330553A (en) * | 2019-06-05 | 2019-10-15 | 遵义医科大学珠海校区 | A kind of mutant and the preparation method and application thereof of antibacterial peptide VL25-1 |
CN110330553B (en) * | 2019-06-05 | 2020-12-29 | 遵义医科大学珠海校区 | Mutant of antibacterial peptide VL25-1 and preparation method and application thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012011848A1 (en) | 2012-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Mookherjee et al. | Antimicrobial host defence peptides: functions and clinical potential | |
JP4484941B2 (en) | Short peptides having biological activity and methods of using the peptides | |
KR101306643B1 (en) | Antimicrobial hexapeptides | |
Otvos Jr | Immunomodulatory effects of anti-microbial peptides | |
JP6683601B2 (en) | Antimicrobial peptide | |
JPH05504566A (en) | Wound treatment method using biologically active peptides | |
US9234004B2 (en) | Antimicrobial peptides | |
JP2020109109A (en) | New cath2 derivatives | |
KR20070050941A (en) | Antimicrobial peptides derived from cap18 | |
Dorin et al. | Mammalian antimicrobial peptides; defensins and cathelicidins | |
EP3852778A2 (en) | Bioactive peptides derived from snakes | |
Boink et al. | Saliva-derived host defense peptides histatin1 and LL-37 increase secretion of antimicrobial skin and oral mucosa chemokine CCL20 in an IL-1α-independent manner | |
KR100856819B1 (en) | Peptide inhibitors of toxins derived from ??-37 | |
CN114181293A (en) | Humanized antibacterial peptide LL-37 modified body and application thereof | |
RU2434880C1 (en) | Polypeptide demonstrating antibacterial activity and suitable for obtaining therapeutic medications for treatment of human bacterial infections | |
US8815812B2 (en) | Synthetic arginine substituted peptides and their use | |
US20050209157A1 (en) | Short bioactive peptides and methods for their use | |
US5969098A (en) | Yeast-toxin-related protein for antimicrobial vaccine and sterilizing preservative use | |
Yang et al. | Rational Design and Antimicrobial Potency Assessment of Abaecin Analogues | |
CN109824761A (en) | Low haemolysis cecropin B gene mKn2-7K and its application | |
WO2023029001A1 (en) | Antimicrobial peptide or peptide derivative, alternative, composition thereof, preparation method therefor, and application thereof | |
JP2004175727A (en) | New antimicrobial polypeptide and utilization thereof | |
Al-Daragi et al. | Role of Antimicrobial Peptides in Periodontitis. | |
Ramos | Recombinant expression and activity of cationic antimicrobial peptides |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150722 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161110 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180722 |