Биологический каталог




Биология антибиотиков животного происхождения

Автор В.Н.Кокряков

начительной степени некоторые структурно-функциональные свойства внешнего слоя наружной мембраны грамотрицательных бактерий. Удаление катионов с помощью таких хелатообразующих агентов, как этилендиаминтетра-уксусная кислота (ЭДТА), приводит к разрыхлению наружной мембраны, освобождению (солюбилизации) из нее части молекул липопо-лисахарида и изменению ее барьерных функций. В норме не проницаемая для гидрофобных соединений, в подобных условиях она начинает пропускать их внутрь клеточной стенки. Сердцевинный полисахарид ковалентно связан с липидом А, локализованным во внешнем слое наружной мембраны. Таким образом, структура наружной мембраны асимметрична, поскольку липополисахарид локализован исключительно в ее внешнем слое.

Липополисахариды (эндотоксины) в свободном состоянии являются биологически активными соединениями, определяющими многие нежелательные стороны патогенеза инфекционных заболеваний, вызываемых грамотрицательными бактериями. В частности, при взаимодействии с клетками иммунной системы организма-хозяина они вызывают избыточную продукцию химически реактивных производных кислорода нейтрофильными гранулоцитами и цитокинов (IL-1, TNF и др.) моноцитами/макрофагами. В высоких концентрациях эти соединения могут приводить вместо защиты от инфекции к системному воспалению и инициировать повреждения наиболее важных жизнеобеспечивающих систем макроорганизма. Совокупность данных патологических проявлений известна в литературе и медицинской практике как эндотоксический шок,и борьба с этим синдромом представляет важную клиническую проблему (Watson et al., 1994). В связи с этим способность БПУб избирательно взаимодействовать и нейтрализовать ЛПС может служить основанием для его использования в медицинской практике. Уже в течение ряда лет ведутся работы в Нью-Йоркском университете (Elsbash, Weiss, 1993) и калифорнийской фармацевтической фирмой «Хота» по разработке эффективного антиэндотоксического препарата на основе БПУб. Было установлено, что не только природный БПУб (пВР155), но и рекомбинантная форма его N-концевой части (гВР123), полученная биотехнологическим способом, обладают высоким сродством (Kd = 2—5 пМ) к изолированным липополисахаридам многих грамотрицательных бактерий (Gazzano-Santoro et al., 1992) как в условиях in vitro, так и в цельной крови (Ooi et al., 1991), что очень важно с медицинской точки зрения. При этом имеет место блокада способности ЛПС запускать ряд реактивных процессов в клетках иммунной системы, в том числе и освобождение цитокинов. На уровне организма подобный эффект обеспечивает его защиту от летальной дозы ЛПС (Elsbash, Weiss, 1993).

Интересно, что структурно-гомологичный БПУб острофазовый ЛПС-связывающий белок плазмы крови человека (ЛПС-связывающий белок, ЛСБ) лишен подобной активности. Он в противоположность БПУб усиливает активность липополисахаридов (Tobias et al., 1992) как индукторов провоспалительных факторов.

Сочетание таких важных функциональных свойств у БПУб, как блокада действия ЛПС и прямое бактерицидное действие на грамотрицательную микрофлору, является основанием для его клинического применения. Проведены клинические испытания на добровольцах ре-комбинантной формы N-концевого фрагмента БПУб (гВР123, или Ne-uprex), препарат оказался нетоксичным и лишенным иммуногенно-сти. Кроме того, он эффективно подавлял ЛПС-индуцированную продукцию цитокинов, реактивность нейтрофильных гранулоцитов и нежелательные проявления в системе гемостаза (Von der Mohlen et al., 1995a, 1995b). В настоящее время осуществляется пробное применение в клинике гВР123 с целью снятия менингококковой эндотоксе-мии и последствий геморрагической травмы. Необходимо отметить то обстоятельство, что защитные свойства белка и его рекомбинантного N-фрагмента проявляются как внутри, так и вне специализированных клеток, в связи с чем он может рассматриваться как эффективное протективное средство и в парентеральном варианте применения (Amnions et al., 1994).

Последствия электростатического взаимодействия катионного белка с поверхностными областями клеточной оболочки грамотрицательных бактерий могут быть разнонаправленными. Предположительно имеет место конкурентное вытеснение ионов Mg2+ и Са2+ из наружной мембраны. Обычно эти ионы играют важную цементирующую роль в формировании плотного слоя наружной мембраны, обогащенного ли-пополисахаридами, путем образования поперечных солевых мостиков между его отдельными молекулами (Elsbach, Weiss, 1983, 1988а, 1988b). Разрыхление липополисахаридного слоя приводит к обнажению гидрофобных областей наружной мембраны и таким способом облегчает проникновение через них липофильных молекул (например, актиномицина Д). Такая последовательность физико-химических взаимодействий белка с внешними структурами микробной клетки соответствует экспериментально установленным фактам.

По-видимому, благоприятствует процессу нарушения проницаемости мембран (Mannion et al., 1990а, 1990b) наличие в составе БПУб структурных участков, обогащенных гидрофобными аминокислотами (в частности, пролином). Подобные белковые домены могут образовывать в липидном бислое мембран сквозные поры, наличие которых приводит к нарушению селективной проницаемости и утечке из клеток жизненно важных элементов и макромолекул. В пользу возможности существования такого характера взаимодействий в ходе поражения микробной клетки говорят данные опытов, в которых в качестве мишеней использовали бактерии с повышенной вязкостью наружной, мембраны, отличающейся от мембран контрольных штаммов увеличенной концентрацией насыщенных жирных кислот (Elsbach, Weiss, 1988а, 1988b). Такие штаммы бактерий проявляли повышенную устойчивость к антимикробному действию БПУб. Следовательно, сочетание в структуре рассматриваемого белка свойств поликатионной и гидрофобной молекул делает его высокоэффективным мембранонарушающим агентом, функционирующим в роли поверхностно-активного вещества. Одним из следствий нарушения структурной целостности оболочки бактерий является активация в ней аутолитических процес

страница 25
< 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
(23.11.2017)