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Synthesis, biophysical and functional studies of two BP100 analogues modified by a hydrophobic chain and a cyclic peptide.
Carretero, Gustavo P B; Saraiva, Greice K V; Cauz, Ana C G; Rodrigues, Magali A; Kiyota, Sumika; Riske, Karin A; Dos Santos, Alcindo A; Pinatto-Botelho, Marcos F; Bemquerer, Marcelo P; Gueiros-Filho, Frederico J; Chaimovich, Hernan; Schreier, Shirley; Cuccovia, Iolanda M.
Afiliação
  • Carretero GPB; Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
  • Saraiva GKV; Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
  • Cauz ACG; Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil; Departamento de Genética, Evolução e Bioagentes, Instituto de Biologia, Universidade Estadual de Campinas, Brazil.
  • Rodrigues MA; Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Parque Estação Biológica, Brasília, Brazil.
  • Kiyota S; Laboratório de Bioquímica de Proteínas e Peptídeos, Instituto Biológico, São Paulo, Brazil.
  • Riske KA; Departamento de Biofísica, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, Brazil.
  • Dos Santos AA; Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
  • Pinatto-Botelho MF; Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
  • Bemquerer MP; Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Parque Estação Biológica, Brasília, Brazil.
  • Gueiros-Filho FJ; Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
  • Chaimovich H; Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
  • Schreier S; Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil.
  • Cuccovia IM; Departamento de Bioquímica, Instituto de Química, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil. Electronic address: imcuccov@iq.usp.br.
Biochim Biophys Acta Biomembr ; 1860(8): 1502-1516, 2018 08.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-29750913
ABSTRACT
Antimicrobial peptides (AMPs) work as a primary defense against pathogenic microorganisms. BP100, (KKLFKKILKYL-NH2), a rationally designed short, highly cationic AMP, acts against many bacteria, displaying low toxicity to eukaryotic cells. Previously we found that its mechanism of action depends on membrane surface charge and on peptide-to-lipid ratio. Here we present the synthesis of two BP100 analogs BP100­alanyl­hexadecyl­1­amine (BP100-Ala-NH-C16H33) and cyclo(1­4)­d­Cys1, Ile2, Leu3, Cys4-BP100 (Cyclo(1­4)­cILC-BP100). We examined their binding to large unilamellar vesicles (LUV), conformational and functional properties, and compared with those of BP100. The analogs bound to membranes with higher affinity and a lesser dependence on electrostatic forces than BP100. In the presence of LUV, BP100 and BP100-Ala-NH-C16H33 acquired α-helical conformation, while Cyclo(1­4)­cILC-BP100) was partly α-helical and partly ß-turn. Taking in conjunction 1. particle sizes and zeta potential, 2. effects on lipid flip-flop, 3. leakage of LUVs internal contents, and 4. optical microscopy of giant unilamellar vesicles, we concluded that at high concentrations, all three peptides acted by a carpet mechanism, while at low concentrations the peptides acted by disorganizing the lipid bilayer, probably causing membrane thinning. The higher activity and lesser membrane surface charge dependence of the analogs was probably due to their greater hydrophobicity. The MIC values of both analogs towards Gram-positive and Gram-negative bacteria were similar to those of BP100 but both analogues were more hemolytic. Confocal microscopy showed Gram-positive B. subtilis killing with concomitant extensive membrane damage suggestive of lipid clustering, or peptide-lipid aggregation. These results were in agreement with those found in model membranes.
Assuntos
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Oligopeptídeos / Peptídeos Cíclicos / Anti-Infecciosos Limite: Humans / Male Idioma: En Revista: Biochim Biophys Acta Biomembr Ano de publicação: 2018 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Oligopeptídeos / Peptídeos Cíclicos / Anti-Infecciosos Limite: Humans / Male Idioma: En Revista: Biochim Biophys Acta Biomembr Ano de publicação: 2018 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil