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Anti-Staphy Peptides Rationally Designed from Cry10Aa Bacterial Protein.
Rios, Thuanny Borba; Maximiano, Mariana Rocha; Fernandes, Fabiano Cavalcanti; Amorim, Gabriella Cavalcante; Porto, William Farias; Buccini, Danieli Fernanda; Nieto Marín, Valentina; Feitosa, Gabriel Cidade; Freitas, Carlos Daniel Pereira; Barra, Juliana Bueno; Alonso, Antonio; Grossi de Sá, Maria Fátima; Lião, Luciano Morais; Franco, Octávio Luiz.
Afiliação
  • Rios TB; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Universidade Católica Dom Bosco, Av. Tamandaré, 6000-Jardim Seminario, Campo Grande, MS 79117-900, Brazil.
  • Maximiano MR; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia Universidade Católica de Brasília, St. de Grandes Áreas Norte 916-Asa Norte, Brasília, DF 70790-160, Brazil.
  • Fernandes FC; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Universidade Católica Dom Bosco, Av. Tamandaré, 6000-Jardim Seminario, Campo Grande, MS 79117-900, Brazil.
  • Amorim GC; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia Universidade Católica de Brasília, St. de Grandes Áreas Norte 916-Asa Norte, Brasília, DF 70790-160, Brazil.
  • Porto WF; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia Universidade Católica de Brasília, St. de Grandes Áreas Norte 916-Asa Norte, Brasília, DF 70790-160, Brazil.
  • Buccini DF; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia Universidade Católica de Brasília, St. de Grandes Áreas Norte 916-Asa Norte, Brasília, DF 70790-160, Brazil.
  • Nieto Marín V; Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Parque Estação Biológica, PqEB, Av. W5 Norte-Asa Norte, Brasília, DF 70770-917, Brazil.
  • Feitosa GC; Porto Reports, Brasília, DF 70770-917, Brazil.
  • Freitas CDP; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Universidade Católica Dom Bosco, Av. Tamandaré, 6000-Jardim Seminario, Campo Grande, MS 79117-900, Brazil.
  • Barra JB; S-Inova Biotech, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Universidade Católica Dom Bosco, Av. Tamandaré, 6000-Jardim Seminario, Campo Grande, MS 79117-900, Brazil.
  • Alonso A; Centro de Análises Proteômicas e Bioquímicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia Universidade Católica de Brasília, St. de Grandes Áreas Norte 916-Asa Norte, Brasília, DF 70790-160, Brazil.
  • Grossi de Sá MF; Pós-Graduação em Patologia Molecular, Universidade de Brasília, Campus Darcy Ribeiro, Brasília, DF 70910-900, Brazil.
  • Lião LM; Laboratório de RMN, Instituto de Química, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, GO 74690-900, Brazil.
  • Franco OL; Laboratório de RMN, Instituto de Química, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, GO 74690-900, Brazil.
ACS Omega ; 9(27): 29159-29174, 2024 Jul 09.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-39005792
ABSTRACT
Bacterial infections pose a significant threat to human health, constituting a major challenge for healthcare systems. Antibiotic resistance is particularly concerning in the context of treating staphylococcal infections. In addressing this challenge, antimicrobial peptides (AMPs), characterized by their hydrophobic and cationic properties, unique mechanism of action, and remarkable bactericidal and immunomodulatory capabilities, emerge as promising alternatives to conventional antibiotics for tackling bacterial multidrug resistance. This study focuses on the Cry10Aa protein as a template for generating AMPs due to its membrane-penetrating ability. Leveraging the Joker algorithm, six peptide variants were derived from α-helix 3 of Cry10Aa, known for its interaction with lipid bilayers. In vitro, antimicrobial assays determined the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) required for inhibiting the growth of Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Acinetobacter baummanii, Enterobacter cloacae, Enterococcus facallis, Klebsiella pneumonia, and Pseudomonas aeruginosa. Time-kill kinetics were performed using the parental peptide AMPCry10Aa, as well as AMPCry10Aa_1 and AMPCry10Aa_5, against E. coli ATCC, S. aureus 111 and S. aureus ATCC strains showing that AMPCry10Aa_1 and AMPCry10Aa_5 peptides can completely reduce the initial bacterial load with less than 2 h of incubation. AMPCry10Aa_1 and AMPCry 10Aa_5 present stability in human serum and activity maintenance up to 37 °C. Cytotoxicity assays, conducted using the MTT method, revealed that all of the tested peptides exhibited cell viability >50% (IC50). The study also encompassed evaluations of the structure and physical-chemical properties. The three-dimensional structures of AMPCry10Aa and AMPCry10Aa_5 were determined through nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, indicating the adoption of α-helical segments. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy elucidated the mechanism of action, demonstrating that AMPCry10Aa_5 enters the outer membranes of E. coli and S. aureus, causing substantial increases in lipid fluidity, while AMPCry10Aa slightly increases lipid fluidity in E. coli. In conclusion, the results obtained underscore the potential of Cry10Aa as a source for developing antimicrobial peptides as alternatives to conventional antibiotics, offering a promising avenue in the battle against antibiotic resistance.

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Idioma: En Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article

Texto completo: 1 Base de dados: MEDLINE Idioma: En Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article