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对于某些肽来说,杀死细菌是一项内部的工作

时间:2021-09-18 00:00:00 来源:网络整理

肽可以用来解决人类抗生素耐药性的棘手问题。莱斯大学的科学家们认为他们可以提供帮助。

化学家Anatoly Kolomeisky的Rice实验室模拟了一系列抗菌肽(AMps),帮助生物系统的天然和多种分子,以评估它们用来阻止有害细菌的机制。这种理解有助于肽的设计,以阻止对标准抗生素产生耐药性的细菌。

amp通过两个步骤杀死细菌:首先附着在细菌的细胞膜上,然后抑制细菌。莱斯大学的研究人员——Kolomeisky、博士后助理兼首席作者Hamid Teimouri和研究生Thao Nguyen发现,这两个阶段对入侵微生物同样重要,但抑制的力量被大大低估了。

根据他们的计算,入侵似乎依赖于大量的肽——甚至是数百万肽——进入细菌,但从内部抑制细菌所需的肽可能要少得多,因为细菌在内部特别擅长粘住齿轮。

“AMp可以通过多种方式抑制细菌,”化学教授科洛梅伊斯基说。“它们可能会打开细胞膜,导致细菌爆炸,或者它们可能会进入细菌内部,打断它们的生化网络。但是对于AMp如何杀死细菌细胞的微观机制仍然知之甚少。”

这项研究发表在英国皇家学会杂志《Interface.》上。

理解肽的机制需要建立一个理论框架来测试不同AMp种群从系统中清除细菌的速度。根据这项研究,这些计算表明抑制和入侵同样重要。

结果与实验数据一致,并有助于解释amp如何以及为什么在广泛的浓度下显示有效。研究人员还探索了细菌内部amp数量的波动程度。

随着更多种类的amp的存在,肽更善于进入和分裂细胞。异质性较低的种群一旦进入体内,抑制细菌的速度似乎更快。他们发现,调整amp的入口和杀死率可能有助于控制异质性水平。

Teimouri说:“吸收amp数量的高异质性对应的是快速进入的肽段,而低异质性则描述的是快速杀伤的肽段。”

研究人员希望他们的模型能帮助其他人设计出治疗性抗菌肽,在抗生素失败的地方取得成功,特别是通过调整它们进入目标细菌的能力。

原文检索:

DOI

10.1098 / rsif.2021.0392

Single-cell stochastic modelling of the action of antimicrobial peptides on bacteria


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