Индолицидинје кратак пептид са антибактеријском активношћу, који припада врсти природног антимикробног пептида. Састоје се од 13 аминокиселинских остатака, ове аминокиселине су повезане пептидним везама да би се формирао компактни пептидни ланац. У раствору, представља спиралну конформацију која олакшава његову интеракцију са другим молекулима или ћелијским структурама. Због свог специфичног састава и секвенце аминокиселина, може се селективно везати за мете у организмима, испољавајући тако своју антибактеријску активност. Под одговарајућим условима може одржати стабилност своје структуре и активности. Међутим, на вишим температурама, његове пептидне везе могу бити поремећене, што доводи до структурних промена и губитка активности. Због тога је у истраживању и примени неопходно контролисати експерименталну температуру како би се обезбедила њена стабилност и активност. Као природни антимикробни пептид, има различите функције као што су антибактеријска, имунолошка регулација, анти-туморска и антивирусна.
Прилагођени чепови и чепови за флаше
|
|
|
|
Хемијска формула |
C100H132N26O13 |
|
Тачна маса |
1905 |
|
Молецулар Веигхт |
1906 |
|
m/z |
1906 (100.0%), 1905 (92.5%), 1907 (39.5%), 1907 (14.0%), 1908 (10.8%), 1907 (9.6%), 1906 (8.9%), 1908 (7.2%), 1909 (4.3%), 1908 (3.8%), 1908 (2.7%), 1907 (2.5%), 1907 (1.5%), 1909 (1.4%), 1906 (1.4%), 1908 (1.3%), 1909 (1.0%) |
|
Елементарна анализа |
C, 63.01; H, 6.98; N, 19.10; O, 10.91 |
антибактеријска активност
Индолицидиниспољава -антибактеријску активност широког спектра против широког спектра микроорганизама, укључујући различите аеробне грам{1}}негативне бактерије, грам{2}}позитивне бактерије и гљивице. Овај широки спектар активности чини га обећавајућим кандидатом за антимикробну терапију.
Пермеабилизација мембране
Јединствена хемијска структура, богата остацима триптофана и са амидираним карбоксилним крајем, омогућава му да продре у ћелијске мембране бактерија и наруши њихов интегритет. То доводи до ефлукса бактеријског садржаја, што на крају доводи до смрти бактерије.
Везивање ДНК и инхибиција репликације
Студије су показале да може да се веже за двоструку-хеличну ДНК, вероватно инхибирајући велики број ензима повезаних са обрадом ДНК. Конкретно, ПВ-ВП структурни мотив у средини тринаест-пептида је посебан структурни елемент који може обавити двоструку спиралу ДНК форме Б-, побољшавајући њену стабилност и инхибирајући репликацију и транскрипцију ДНК.
Експерименти ин витро су показали његову високу бактерицидну способност, уз скоро{0}}потпуно убијање уобичајених патогених сојева као што су Есцхерицхиа цоли и Стапхилоцоццус ауреус. Ова ефикасност наглашава њен потенцијал као антимикробног агенса.
Ограничења и развој деривата
Упркос значајној антибактеријској активности, клиничка примена је ограничена због цитотоксичности на црвена крвна зрнца, која лако могу изазвати хемолизу. Поред тога, његов висок афинитет за везивање за површинске липополисахариде, иако доприноси његовом антибактеријском дејству, такође може довести до развоја резистенције на лекове код одређених патогена.
Да би превазишли ова ограничења, истраживачи су развили различите деривате и аналоге. На пример, индолицидин ацетат и индолицидин ТФА су деривати добијени хемијском модификацијом који одржавају антибактеријску активност истовремено смањујући токсичност за црвена крвна зрнца. Штавише, неке студије су покушале да побољшају антибактеријски спектар и смање цитотоксичност променом секвенце аминокиселина, као што је Кс-индолицидин, који настаје оксидацијом два бочна ланца индолног прстена и задржава исту секвенцу аминокиселина и антибактеријску активност док је отпоран на протеазе.
|
|
|
Антивирусни ефекти
Индолицидинтакође показује антивирусна својства, посебно против одређених вируса као што су ХИВ-1 и херпес симплекс вирус. Његов антивирусни механизам је нешто другачији од његовог антифунгалног деловања. Студије су показале да се може директно везати за ДНК, ометајући формирање комплекса интеграза-ДНК, а не да се везује за саму интегразу. Ово везивање може инхибирати низ ензима повезаних са обрадом ДНК, чиме се инхибира репликација вируса.
Инхибиција ХИВ-1
Утврђено је да ефикасно инхибира репликацију ХИВ-1. Потребна антивирусна концентрација је већа од оне за антибактеријске и антифунгалне активности. На пример, концентрација од 333 уг/мл може инхибирати ХИВ-1, са вредношћу ИЦ50 у распону од 67 до 100 уг/мл на 37 степени. Излагање њему у трајању од 5 минута на 37 степени може инхибирати 50% репликације ХИВ вируса, док је за потпуну антивирусну активност потребно око 60 минута.
Механизам деловања
Истраживања сугеришу да се везује за ДНК, посебно за ПВ-ВП структурни домен у оквиру индолицидин тринаест-пептида, који може да обавија двоструку спиралу ДНК форме Б-, побољшавајући њену стабилност и инхибирајући репликацију и транскрипцију ДНК. Ова способност везивања је кључна за његову антивирусну активност.
|
|
|
Имуномодулаторни ефекти
Индолицидинпоказало се да појачава реакцију имунолошког система, помажући телу да се боље одупре инфекцијама и болестима. Ово се приписује његовој способности да комуницира са имуним ћелијама и стимулише их да поставе јачу одбрану.
Цитокини су сигнални молекули који играју кључну улогу у имунолошкој регулацији. Може утицати на производњу цитокина, као што су интерлеукини и хемокини, који су укључени у оркестрирање имунолошких одговора. Модулацијом цитокинског миљеа, може да помери имунолошку равнотежу ка повољнијем стању за борбу против патогена или тумора.
Урођене имуне ћелије, као што су неутрофили, макрофаги и природне ћелије убице (НК), прва су линија одбране од инфекција. Може побољшати активност ових ћелија, чинећи их ефикаснијим у убијању патогена или циљању на абнормалне ћелије.
Иако директни ефекти на адаптивни имунитет (одговори Т и Б ћелија) нису детаљно проучавани, његова способност да модулира урођене имуне одговоре може индиректно утицати на адаптивне имуне одговоре. На пример, побољшањем активације и миграције дендритских ћелија, могло би да подстакне стварање антиген-специфичних Т ћелијских одговора.
Поред своје директне антимикробне активности, испољава и анти-инфламаторна својства. Ово је важно за спречавање прекомерне упале, која може оштетити ткива и органе. Регулишући инфламаторне путеве, доприноси одржавању имунолошке хомеостазе.
Коначно решење
Адјувантна терапија инфективних болести
Јачањем имунолошког одговора може се користити као помоћна терапија за побољшање ефикасности антибиотика или вакцина.
Лечење аутоимуних болести
Модулацијом имунолошких одговора, може бити корисно у лечењу аутоимуних болести, као што су реуматоидни артритис или системски еритематозни лупус, где имуни систем напада здрава ткива.
Цанцер Тхерапи
Иако директни антитуморски ефекти нису убедљиво доказани, његова имуномодулаторна својства могу се искористити за побољшање антитуморског имунитета домаћина.
Индолицидинје природни антимикробни пептид (АМП) састављен од 13 аминокиселина, првобитно изолованих из говеђих неутрофила. Његова јединствена структура триптофана (Трп) и пролина (Про) даје му -антибактеријско, антивирусно и антифунгално деловање широког спектра, као и инхибиторне ефекте на неке ћелије рака. Због своје потенцијалне клиничке вредности примене, синтеза и производња индолицидина постали су жариште истраживања. Овај чланак ће разрадити информације о производњи са четири аспекта: хемијска синтеза, рекомбинантна експресија, оптимизација модификације и изазови у-производњи великих размера.
Метода хемијске синтезе
Хемијска синтеза је главна метода за{0}}производњу индолицидина у лабораторији, а посебно је погодна за студије структурних модификација.
Синтеза пептида у чврстој фази (СППС)
принцип:На основу Фмоц (флуорен метоксикарбонил) или Боц (терт-бутоксикарбонил) заштитних стратегија, пептидни ланци се постепено склапају на смоли.
Кораци:
Избор смоле:Обично коришћене смоле су Ринк амидна смола или Ванг смола.
Спајање аминокиселина:13 аминокиселина је повезано у низу (секвенца: ИЛПВКВПВВПВРР-НХ₂), а триптофан (В) захтева посебну заштиту (као што је Боц-Трп(Боц)-ОХ).
Сечење и пречишћавање:Ланци пептида се секу коришћењем трифлуоросирћетне киселине (ТФА), а затим пречишћавају течном хроматографијом високих{0}}(ХПЛЦ) (чистоћа је обично > 95%).
Предности:Висока флексибилност, омогућава увођење неприродних аминокиселина или модификујућих група.
недостатак:Висока цена, није погодна за{0}}производњу великих размера.
Синтеза течне{0}}фазе
Овај метод је погодан за повезивање кратких пептидних фрагмената, али се ређе користи за синтезу индолицидина.
Метода рекомбинантне експресије
Да би смањили трошкове и постигли -производњу великих размера, истраживачи су покушали да експримирају индолицидин рекомбинацијом микробних или ћелијских система.
Прокариотски систем експресије
Бактерије домаћини: Есцхерицхиа цоли (Е. цоли) је најчешће коришћени домаћин, али треба решити следећа питања:
Токсичност: Индолицидин има убијајући ефекат на ћелије домаћина. Време експресије треба строго контролисати коришћењем индуцибилних промотера (као што су Т7 или араБАД).
Растворљивост: Склон формирању инклузивних тела. Фусион ознаке (као што су СУМО, Трк) су потребне да би се побољшала растворљивост. Циљни пептид се може накнадно ослободити ензимским цепањем.
Оптимизација процеса:
Експресија на ниској температури (20-25 степени) доводи до смањења формирања инклузијских тела.
Секрецијски сигнални пептид (као што је ПелБ) се користи за излучивање пептида у периплазматски простор, чиме се смањује интрацелуларна токсичност.
Еукариотски систем експресије
Систем квасца (као што је Пицхиа пасторис):
Предност: Могућност пост-транслационе модификације, погодна за комплексне пептиде.
Изазов: Индолицидин може да се разгради протеазама квасца, тако да је потребно користити сој{0}}са недостатком протеазе.
Ћелије сисара: Превише скупе, намењене искључиво у истраживачке сврхе.
Довнстреам Процессинг
Поремећај и хватање ћелија: Ћелије се поремете ултразвуком или хомогенизацијом високог{0}}притиска, а фузиони протеин се пречишћава афинитетном хроматографијом.
Ензимско цепање и пречишћавање: Користите ентерокиназу или СУМО протеазу да уклоните ознаке, а затим извршите ХПЛЦ пречишћавање циљних пептида обрнуте{0}}фазе.
Модификација и оптимизација структуре
Природни индолицидин испољава хемолитичку токсичност и нестабилност протеиназе, и стога захтева модификацију да би се побољшао његов учинак.
Замена амино киселина
Смањите токсичност: Замените Арг (Р) хидрофобним амино киселинама (као што је Ала), смањујући интеракцију са ћелијским мембранама сисара.
Повећајте стабилност: Уведите аминокиселине типа Д- или -протеине отпорне на амино киселине да бисте се одупрли разградњи протеазе.
Липидација/ПЕГилација
Н-терминална ацетилација или везивање полиетилен гликола (ПЕГ) продужава полуживот-.
Хетеродипептиде Десигн
Фузија са другим АМП фрагментима (као што је ЛЛ-37) да би се побољшала активност или проширио антибактеријски спектар.
Изазови производње{0}}великих размера
Контрола трошкова
Хемијска синтеза: Цена по граму може достићи неколико хиљада долара, што није погодно за клиничке потребе.
Реорганизација експресије: Процес ферментације треба да буде оптимизован (као што је култивација високе{0}}густине) да би се повећала производња.
Контрола квалитета
Захтеви за чистоћу: Медицински пептиди морају бити у складу са стандардима ФДА/ЕМА (нечистоће < 0,1%).
Тест активности: Минимална инхибиторна концентрација (МИЦ) и тест хемолизе (ХЦ₅₀) су кључни индикатори.
Прописи и безбедност
Неопходно је спровести претклиничке токсиколошке процене, посебно имуногености и дуготрајне{0}}токсичности.
Будући изгледи
Синтеза{0}}без ћелија: Брза производња помоћу ин витро система за превођење, избегавајући токсичност домаћина.
Испорука наноносача: Побољшање циљања комбиновањем липозома или полимера.
Дизајн уз помоћ АИ-: Предвиђање ефикасних и ниско{1}}отоксичних варијанти путем машинског учења.
Закључак
Производња одиндолицидинзахтева равнотежу између прецизности хемијске синтезе и скалабилности рекомбинантне експресије. У будућности, кроз интердисциплинарну интеграцију (као што су синтетичка биологија и нанотехнологија), очекује се да ће се промовисати њена клиничка примена.
Popularne oznake: индолицидин цас 140896-21-5, добављачи, произвођачи, фабрика, велепродаја, куповина, цена, расути, на продају