黃蜂和蜜蜂等昆蟲的毒液中充滿了可以殺死細(xì)菌的化合物。不幸的是，這些化合物中的許多對人也是有毒的，因此不可能將它們用作抗生素。
在對通常在南美黃蜂中發(fā)現(xiàn)的毒素的抗菌特性進行了系統(tǒng)的研究后，麻省理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在創(chuàng)建了該肽的變體，該變體對細(xì)菌有效，但對人細(xì)胞無毒。
在對小鼠的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，它們最強的肽可以完全消除銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，銅綠假單胞菌是一種引起呼吸道和其他感染并且對大多數(shù)抗生素具有抗性的細(xì)菌。
麻省理工學(xué)院的博士后Cesar de la Fuente-Nunez說：“我們已經(jīng)將一種有毒的分子重新設(shè)計成一種可以用來治療感染的分子。”“通過系統(tǒng)地分析這些肽的結(jié)構(gòu)和功能，我們已經(jīng)能夠調(diào)節(jié)它們的特性和活性。”
De la Fuente-Nunez是該論文的高級作者之一，該論文發(fā)表在12月7日的《化學(xué)》雜志上。自然通訊生物學(xué)雜志。麻省理工學(xué)院電氣工程，計算機科學(xué)和生物工程副教授蒂莫西·盧(Timothy Lu)和巴西ABC聯(lián)邦大學(xué)副教授瓦尼·奧利維拉(Vani Oliveira)也是資深作者。該論文的主要作者是麻省理工學(xué)院的前訪問學(xué)生Marcelo Der Torossian Torres。
有毒變種
作為免疫防御的一部分，包括人類在內(nèi)的許多有機體都產(chǎn)生可以殺死細(xì)菌的肽。為了幫助抵抗抗生素抗性細(xì)菌的出現(xiàn)，許多科學(xué)家一直在嘗試使這些肽成為潛在的新藥。
de la Fuente-Nunez及其同事著重研究的肽是從一種稱為“ Polybia paulista”的黃蜂中分離出來的。這種肽足夠小-只有12個氨基酸-研究人員認(rèn)為，創(chuàng)建該肽的某些變體并對其進行測試以查看它們是否可能對微生物更有效且對人體的危害較小是可行的。
de la Fuente-Nunez說：“這是一種足夠小的肽，您可以嘗試使其盡可能多地突變?yōu)榘被釟埢瑥亩宄糠N結(jié)構(gòu)單元如何促進抗菌活性和毒性。”
像許多其他抗微生物肽一樣，這種毒液衍生肽被認(rèn)為可以通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜來殺死微生物。該肽具有α螺旋結(jié)構(gòu)，已知與細(xì)胞膜強烈相互作用。
在研究的第一階段，研究人員創(chuàng)建了數(shù)十種原始肽的變體，然后測量了這些變化如何影響肽的螺旋結(jié)構(gòu)及其疏水性，這也有助于確定肽與膜的相互作用程度。然后，他們針對7種細(xì)菌菌株和2種真菌對這些肽進行了測試，從而使它們的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)與抗菌能力相關(guān)聯(lián)成為可能。
根據(jù)他們確定的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系，研究人員隨后設(shè)計了另外幾十個肽用于進一步測試。他們能夠確定疏水性氨基酸和帶正電荷的氨基酸的最佳百分比，并且他們還鑒定了一組氨基酸，其中任何變化都會損害分子的整體功能。
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