Биологический каталог




Биология антибиотиков животного происхождения

Автор В.Н.Кокряков

которые подвергаются ограниченному протеолизу (в частности, лизосомными эластазами) с освобождением антимикробного пептида только в случае активации нейтрофильных гранулоцитов в процессе фагоцитоза (Gennaro et al., 1991; Zanetti et al., 1995). В случае освобождения содержимого лизосомоподобных гранул нейтрофильных гранулоцитов (НГ) во внеклеточное пространство цитотоксичность дефенсинов нейтрализуется вследствие их взаимодействия с плазменными белками, являющимися в своей основной массе анионными соединениями. В настоящее время установлено, что хорошо известные ингибиторы сериновых протеиназ (серпи-ны) — а2-макроглобулин, а 1-ингибитор протеиназ, а 1 -антихимотрип-син, антитромбин Ш — обладают повышенным сродством к дефенсинам, благодаря чему образуются нецитотоксичные комплексы серпины—дефенсины (Panyutich et al., 1995).

Существенно важным фактором, определяющим избирательность (селективность) действия АП на микроорганизмы, являются особенности поверхностных структур бактерий, низших грибов, оболочеч-ных вирусов и, в меньшей степени, простейших. В клеточной стенке и цитоплазматической мембране бактерий и грибов локализованы молекулы, к которым АП проявляют повышенное сродство в ходе межмолекулярных электростатических и гидрофобных взаимодействий. Так, в частности, в состав липидов цитоплазматической мембраны большинства бактерий входят кислые фосфолипиды (кардио-липин, фосфатидилглицерин) в существенно более высокой концентрации, чем в плазмалемму эукариотических клеток (Кагава, 1985). Вследствие повышенного электростатического взаимодействия АП с мембранными структурами, обогащенными кислыми фосфолипи-дами (Maloy, Kari, 1995), наблюдается их преимущественная сорбция на бактериальных клетках как в фаголизосомах фагоцитов, так и во внеклеточной среде в очагах воспаления и на поверхности слизистых и кожных покровов. Благодаря ионному взаимодействию АП концентрируются в областях цитоплазматических мембран бактерий, обогащенных кислыми фосфолипидами. Подобное свойство АП было неоднократно продемонстрировано в модельных условиях с использованием искусственных плоских мембран и липосом (Fujii et al., 1993; Hristova et al., 1997; Lohner et al., 1997). Повреждающее действие АП на мембраны-мишени также зависит и от интенсивности гидрофобных взаимодействий пептида с углеводородными хвостами жирных кислот липидов. Амфипатический характер строения молекул большинства АП обеспечивает их внедрение в двойной липидный слой мембран и нарушение структурной целостности последних. Известно также, что присутствие холестерина в составе липидов мембран эукариотических клеток повышает резистентность последних к повреждающему действию таких пептидов, как магейнин и цекропин (Maloy, Kari, 1995).

При анализе рассматриваемых взаимодействий важно также учитывать то обстоятельство, что цитоплазматическая мембрана бактерий непосредственно недоступна для контакта с АП, поскольку покрыта клеточной стенкой, в состав которой у грамположительных бактерий входит пептидогликан (муреин), а грамотрицательных — пептидогликан и наружная мембрана, являющаяся дополнительным защитным барьером микробной клетки (Франклин, Сноу, 1984). Поэтому дефенсины, за исключением некоторых криптдинов (Selsted, Ouellette, 1995), и магейнины более эффективно поражают in vitro грамположительную микрофлору, нежели грамотрицательную. Однако это правило распространяется не на все группы (семейства) антибиотических пептидов. Например, цекропины и некоторые бак-тенецины более активны как цитотоксические молекулы в отношении грамотрицательных бактерий. Это свойство указанных соединений обусловлено их повышенной способностью к взаимодействию с одним из типичных (маркерных) представителей структуры наружной мембраны грамотрицательных бактерий, каковым является липополисахарид (эндотоксин). Наличие липополисахарида (ЛПС) во внешнем слое наружной мембраны грамотрицательных бактерий

4 В. Н. Кокряко! является одним из условий их опознания антибиотическими пептидами и белками (Elsbach, Weiss, 1993; Boman, 1995).

Пенетрирующая липофильный бислой активность молекул антибиотических пептидов в ряде случаев заметно зависит от трансмембранного электрического потенциала клеток-мишеней, который, как известно, у плазмалеммы бактерий обычно в 1.5—2 раза более высокий, чем у мембран эукариотических клеток. Это свойство мембран является одним из условий, облегчающих проникновение АЛ через ли-пидный бислой, особенно в тех случаях, когда эффекторные молекулы умеренно- или слабооснбвные. Проникающая способность высо-кооснбвных пептидов, таких как дефенсины кролика NP-1 и NP-2, практически не зависит от мембранного потенциала клеток-мишеней. Направление электрического поля поперек мембран от плюса на внешней поверхности мембраны к минусу — на внутренней (внутриклеточной) обеспечивает электрофорез положительно заряженных молекул антибиотических пептидов через мембрану внутрь клетки. При этом часть молекул самостоятельно или в ассоциации друг с другом (димеры, тетрамеры и т. д.) внедряется в мембраны, образуя в них пороподобные отверстия различной молекулярной организации. Перфорация мембран, которая в ряде случаев носит транзиторный (преходящий) характер, приводит к утечке из клеток ионов и нарушению ионной асимметрии между средой и клетками. Следствием этого является диссипация мембранного потенциала клеток-мишеней (деполяризация мембраны) и стремление молекул воды войти в клетки. Результатами подобного движения воды могут быть разбухание клеток-мишеней и их осмотический лизис. Рассеивание мембранного потенциала лишает клетки возможности осуществлять активный транспорт ионов и веществ против градиента концентраций, что в итоге резко снижает их жизнеспособность.

При типичной ориентации электрического поля мембран катион-ные АП могут переноситься через этот барьер путем электрофореза, подобно тому как это описано для микробных пеггтидных антибиотиков полимиксина В и грамицидинов (Франклин, Сноу, 1984).(

Механическое внедрение АП в мембраны клеток нарушае

страница 21
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

Скачать книгу "Биология антибиотиков животного происхождения" (3.25Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(26.09.2017)