Indolicidínje krátky peptid s antibakteriálnou aktivitou, ktorý patrí k typu prirodzeného antimikrobiálneho peptidu. Tieto aminokyseliny sa skladajú z 13 aminokyselinových zvyškov a sú navzájom spojené peptidovými väzbami, aby vytvorili kompaktný peptidový reťazec. V roztoku predstavuje špirálovitú konformáciu, ktorá uľahčuje jeho interakciu s inými molekulami alebo bunkovými štruktúrami. Vďaka svojmu špecifickému zloženiu a sekvencii aminokyselín sa môže selektívne viazať na ciele v organizmoch, a tým uplatniť svoju antibakteriálnu aktivitu.
Za vhodných podmienok dokáže udržať stabilitu svojej štruktúry a činnosti. Pri vyšších teplotách však môžu byť jeho peptidové väzby narušené, čo vedie k štrukturálnym zmenám a strate aktivity. Preto je pri výskume a aplikácii potrebné kontrolovať experimentálnu teplotu, aby sa zabezpečila jej stabilita a aktivita. Ako prirodzený antimikrobiálny peptid má rôzne funkcie, ako je antibakteriálna, imunitná regulácia, proti-nádorová a antivírusová funkcia.
Uzávery a zátky na fľaše na mieru
|
|
|
Indolicidín COA
|
Chemický vzorec |
C100H132N26O13 |
|
Presná hmotnosť |
1905 |
|
Molekulová hmotnosť |
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%) |
|
Elementárna analýza |
C, 63.01; H, 6.98; N, 19.10; O, 10.91 |
antibakteriálna aktivita
Indolicidínvykazuje široko{0}}spektrálnu antibakteriálnu aktivitu proti širokému spektru mikroorganizmov vrátane rôznych aeróbnych gram-negatívnych baktérií, gram-pozitívnych baktérií a húb. Toto široké spektrum aktivity z neho robí sľubného kandidáta na antimikrobiálnu terapiu.
Permeabilizácia membrán
Jedinečná chemická štruktúra, bohatá na zvyšky tryptofánu a s amidovaným karboxylovým koncom, mu umožňuje preniknúť cez membrány bakteriálnych buniek a narušiť ich integritu. To vedie k úniku bakteriálneho obsahu, čo v konečnom dôsledku vedie k smrti baktérií.
Väzba DNA a inhibícia replikácie
Štúdie ukázali, že sa môže viazať na dvojitú -závitnicovú DNA, čím môže inhibovať veľké množstvo enzýmov súvisiacich so spracovaním DNA. Štrukturálny motív PW-WP v strede trinástich-peptidov je špeciálnym štruktúrnym prvkom, ktorý môže obaliť dvojitú špirálu DNA B-formy, čím sa zvyšuje jej stabilita a bráni replikácii a transkripcii DNA.
Experimenty in vitro preukázali jeho vysokú baktericídnu schopnosť s takmer{0}}úplným usmrtením bežných patogénnych kmeňov, ako sú Escherichia coli a Staphylococcus aureus. Táto účinnosť zdôrazňuje jeho potenciál ako antimikrobiálneho činidla.
Obmedzenia a vývoj derivátov
Napriek výraznej antibakteriálnej aktivite je klinická aplikácia obmedzená pre jeho cytotoxicitu voči červeným krvinkám, ktoré môžu ľahko spôsobiť hemolýzu.
Okrem toho jeho vysoká afinita k väzbe na povrchové lipopolysacharidy, pričom prispieva k jeho antibakteriálnemu účinku, môže tiež viesť k rozvoju liekovej rezistencie u určitých patogénov.
Na prekonanie týchto obmedzení vedci vyvinuli rôzne deriváty a analógy.
Napríklad indolicidín acetát a indolicidín TFA sú deriváty získané chemickou modifikáciou, ktoré zachovávajú antibakteriálnu aktivitu a zároveň znižujú toxicitu pre červené krvinky. Okrem toho sa niektoré štúdie pokúšali zvýšiť antibakteriálne spektrum a znížiť cytotoxicitu zmenou sekvencie aminokyselín, ako je napríklad X-indolicidín, ktorý vzniká oxidáciou dvoch indolových kruhov s rovnakou rezistenciou voči proteázam a zachováva si aminokyselinové vedľajšie reťazce na proteázy.
Antivírusové účinky
Indolicidíntiež vykazuje antivírusové vlastnosti, najmä proti určitým vírusom, ako je HIV-1 a vírus herpes simplex. Jeho antivírusový mechanizmus je trochu odlišný od jeho antifungálneho účinku. Štúdie ukázali, že sa môže priamo viazať na DNA, čím skôr interferuje s tvorbou komplexov integráza-DNA než sa viaže na samotnú integrázu. Táto väzba môže inhibovať celý rad enzýmov spojených so spracovaním DNA, a tak inhibovať replikáciu vírusu.
Inhibícia HIV-1
Zistilo sa, že účinne inhibuje replikáciu HIV-1. Požadovaná antivírusová koncentrácia je vyššia ako pri antibakteriálnych a antifungálnych aktivitách.
Napríklad koncentrácia 333 ug/ml môže inhibovať HIV-1 s hodnotou IC50 v rozsahu od 67 do 100 ug/ml pri 37 stupňoch. Vystavenie sa mu počas 5 minút pri 37 stupňoch môže inhibovať 50 % replikácie vírusu HIV, zatiaľ čo úplná antivírusová aktivita si vyžaduje približne 60 minút.
Mechanizmus účinku
Výskum naznačuje, že sa viaže na DNA, konkrétne na štrukturálnu doménu PW{0}}WP v rámci indolicidínového trinásť-peptidu, ktorý sa môže ovinúť okolo dvojitej špirály DNA B-formy, čím sa zvyšuje jej stabilita a bráni replikácii a transkripcii DNA. Táto väzbová schopnosť je rozhodujúca pre jeho antivírusovú aktivitu.
Imunomodulačné účinky
Indolicidínbolo preukázané, že zvyšuje reakciu imunitného systému a pomáha telu lepšie odolávať infekciám a chorobám. To sa pripisuje jeho schopnosti interagovať s imunitnými bunkami a stimulovať ich, aby vytvorili silnejšiu obranu.
Cytokíny sú signálne molekuly, ktoré hrajú kľúčovú úlohu v imunitnej regulácii. Môže ovplyvniť produkciu cytokínov, ako sú interleukíny a chemokíny, ktoré sa podieľajú na riadení imunitných reakcií.
Vrodené imunitné bunky, ako sú neutrofily, makrofágy a prirodzené zabíjačské (NK) bunky, sú prvou líniou obrany proti infekciám. Môže zvýšiť aktivitu týchto buniek, vďaka čomu sú účinnejšie pri zabíjaní patogénov alebo zacielení na abnormálne bunky.
Hoci priame účinky na adaptívnu imunitu (odpovede T a B buniek) neboli rozsiahle študované, jej schopnosť modulovať vrodené imunitné odpovede môže nepriamo ovplyvňovať adaptívne imunitné odpovede.
Okrem svojej priamej antimikrobiálnej aktivity vykazuje aj proti{0}}zápalové vlastnosti. Je to dôležité pri prevencii nadmerného zápalu, ktorý môže poškodiť tkanivá a orgány. Reguláciou zápalových dráh prispieva k udržaniu imunitnej homeostázy.
Konečné riešenie
Terapia infekčných chorôb
Posilnením imunitnej odpovede by sa mohol použiť ako adjuvantná terapia na zlepšenie účinnosti antibiotík alebo vakcín.
Liečba autoimunitných ochorení
Moduláciou imunitných reakcií môže byť užitočný pri liečbe autoimunitných ochorení.
Liečba rakoviny
Hoci priame protinádorové účinky neboli presvedčivo preukázané, je možné využiť jeho imunomodulačné vlastnosti.
Indolicidínje prírodný antimikrobiálny peptid (AMP) zložený z 13 aminokyselín, pôvodne izolovaný z neutrofilov hovädzieho dobytka. Jeho jedinečná štruktúra tryptofánu (Trp) a prolínu (Pro) mu dodáva široké-spektrum antibakteriálnych, antivírusových a antifungálnych účinkov, ako aj inhibičné účinky na niektoré rakovinové bunky. Vzhľadom na potenciálnu hodnotu klinickej aplikácie sa syntéza a produkcia indolicidínu stala stredobodom výskumu. Tento článok rozpracuje informácie o výrobe zo štyroch aspektov: chemická syntéza, rekombinantná expresia, optimalizácia modifikácií a výzvy vo-výrobe vo veľkom meradle.
Metóda chemickej syntézy
Chemická syntéza je hlavnou metódou-výroby indolicidínu vo veľkom meradle v laboratóriu a je obzvlášť vhodná na štúdie štrukturálnych modifikácií.
Syntéza peptidov v pevnej fáze (SPPS)
Princíp:Na základe ochranných stratégií Fmoc (fluorén metoxykarbonyl) alebo Boc (terc-butoxykarbonyl) sa na živici postupne zostavujú peptidové reťazce.
Kroky:
Výber živice:Bežne používané živice sú amidová živica Rink alebo živica Wang.
Aminokyselinová väzba:13 aminokyselín je spojených za sebou (sekvencia: ILPWKWPWWPWRR-NH₂) a tryptofán (W) vyžaduje špeciálnu ochranu (ako je Boc-Trp(Boc)-OH).
Rezanie a čistenie:Peptidové reťazce sa štiepia pomocou kyseliny trifluóroctovej (TFA) a potom sa purifikujú pomocou vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografie (HPLC) (čistota je zvyčajne > 95 %).
Výhody:Vysoká flexibilita, ktorá umožňuje zavedenie -neprírodných aminokyselín alebo modifikujúcich skupín.
Nevýhoda:Vysoká cena, nevhodné pre-výrobu vo veľkom meradle.
Syntéza v kvapalnej-fáze
Táto metóda je vhodná na spojenie krátkych peptidových fragmentov, ale menej často sa používa na syntézu indolicidínu.
Rekombinantná expresná metóda
S cieľom znížiť náklady a dosiahnuť-výrobu vo veľkom meradle sa výskumníci pokúsili exprimovať indolicidín prostredníctvom rekombinácie mikrobiálnych alebo bunkových systémov.
Prokaryotický expresný systém
Hostiteľské baktérie: Escherichia coli (E. coli) je najčastejšie používaným hostiteľom, ale je potrebné vyriešiť nasledujúce problémy:
Toxicita: Indolicidín má zabíjací účinok na hostiteľské bunky. Expresné načasovanie musí byť prísne kontrolované použitím indukovateľných promótorov (ako je T7 alebo araBAD). Rozpustnosť: Sklon k tvorbe inklúznych teliesok. Na zvýšenie rozpustnosti sú potrebné fúzne značky (ako je SUMO, Trx). Cieľový peptid môže byť následne uvoľnený enzymatickým štiepením. Optimalizácia procesu: Expresia pri nízkej teplote (20-25 stupňov) vedie k zníženiu tvorby inklúznych teliesok. Sekrečný signálny peptid (ako je PelB) sa používa na sekréciu peptidu do periplazmatického priestoru, čím sa znižuje vnútrobunková toxicita.
Eukaryotický expresný systém
Kvasinkový systém (ako Pichia pastoris):
Výhoda: Možnosť post-translačnej modifikácie, vhodná pre komplexné peptidy.
Výzva: Indolicidín môže byť degradovaný kvasinkovými proteázami, takže je potrebné použiť kmeň s deficitom proteázy-.
Cicavčie bunky: Príliš drahé, určené výhradne na výskumné účely.
Následné spracovanie
Rozrušenie a zachytenie buniek: Bunky sa rozrušia pomocou ultrazvuku alebo vysokotlakovej{0}}homogenizácie a fúzny proteín sa purifikuje pomocou afinitnej chromatografie.
Enzymatické štiepenie a čistenie: Na odstránenie značiek použite enterokinázu alebo SUMO proteázu a potom vykonajte purifikáciu cieľových peptidov pomocou HPLC v reverznej -fáze.
Konštrukčné úpravy a optimalizácia
Prírodný indolicidín vykazuje hemolytickú toxicitu a nestabilitu proteinázy, a preto si vyžaduje úpravu, aby sa zlepšila jeho účinnosť.
Substitúcia aminokyselín
Zníženie toxicity: Nahraďte Arg (R) hydrofóbnymi aminokyselinami (ako je Ala), čím sa zníži interakcia s membránami cicavčích buniek.
Zvýšte stabilitu: Zaveďte aminokyseliny typu D{0}} alebo proteíny rezistentné na -aminokyseliny, aby ste odolali degradácii proteázy.
Lipidácia/PEGylácia
N-koncová acetylácia alebo pripojenie polyetylénglykolu (PEG) predlžuje polčas-.
Heterodipeptidový dizajn
Fúzia s inými fragmentmi AMP (ako je LL-37) na zvýšenie aktivity alebo rozšírenie antibakteriálneho spektra.
Výzvy-výroby vo veľkom meradle
Kontrola nákladov
Chemická syntéza: Cena za gram môže dosiahnuť niekoľko tisíc dolárov, čo nie je vhodné pre klinické potreby. Reorganizácia expresnej: Proces fermentácie je potrebné optimalizovať (napríklad pomocou kultivácie s vysokou-hustotou), aby sa zvýšila produkcia.
Kontrola kvality
Požiadavky na čistotu: Medicinálne peptidy musia spĺňať normy FDA/EMA (nečistoty < 0,1 %). Test aktivity: Kľúčovými ukazovateľmi sú minimálna inhibičná koncentrácia (MIC) a hemolýza (HC₅0).
Predpisy a bezpečnosť
Je potrebné vykonať predklinické toxikologické hodnotenia, najmä imunogenicitu a dlhodobú-toxicitu.
Výhľad do budúcnosti
Bezbunková -syntéza: Produkuje sa rýchlo pomocou in vitro translačného systému, pričom sa vyhýba toxicite hostiteľa. Doručovanie nanonosičov: Zlepšenie zacielenia kombináciou lipozómov alebo polymérov.
-Asistovaný dizajn AI: Predpovedanie efektívnych a málo{1}}toxických variantov prostredníctvom strojového učenia.
Výrobaindolicidínvyžaduje rovnováhu medzi presnosťou chemickej syntézy a škálovateľnosťou rekombinantnej expresie a nanotechnológie), očakáva sa, že sa bude podporovať jej klinická aplikácia.
FAQ
Indolcidín je druh prírodného aktívneho antimikrobiálneho peptidu s vynikajúcou širokospektrálnou{0} antibakteriálnou aktivitou. Dokáže účinne inhibovať a eliminovať rôzne gram-pozitívne baktérie, gram-negatívne baktérie a čiastočné huby a má tiež určité proti{4}}zápalové účinky. Dokáže potlačiť uvoľňovanie zápalových faktorov, zmierniť lokálne zápalové lézie a udržiavať stabilný fyziologický stav organizmov.
Má bohatú aplikačnú hodnotu vo viacerých odvetviach. Môže sa použiť ako vysokoúčinná- antibakteriálna surovina pre prísady do krmiva pre zvieratá na zníženie miery infekcií dobytka a hydiny. Okrem toho sa môže použiť aj v každodennej chemickej antisepse, biomedicínskom výskume a výrobkoch vonkajšej starostlivosti o pokožku, ktoré zohrávajú bezpečnú a stabilnú antibakteriálnu a ochrannú úlohu.
Na rozdiel od tradičných chemických bakteriostatických činidiel sa Indolcidin vyznačuje nízkym rizikom rezistencie voči liekom a dobrou biokompatibilitou. Pôsobí rýchlo na patogénne mikroorganizmy s miernou účinnosťou, ľahko nepoškodí normálne tkanivové bunky a má dobrú tepelnú stabilitu a toleranciu voči acid-zásadám, čo je vhodné na spracovanie receptúry a{2}}dlhodobé skladovanie v rôznych prípravkoch.
Populárne Tagy: indolicidin cas 140896-21-5, dodávatelia, výrobcovia, továreň, veľkoobchod, kúpiť, cena, hromadne, na predaj