Российские ученые доказали сильные антимикробные свойства нового синтетического пептида

Российские ученые доказали сильные антимикробные свойства нового синтетического пептида

Сотрудники Тюменского государственного университета совместно с «ГосНИИ особо чистых биопрепаратов ФМБА России» и коммерческим партнером из Санкт-Петербурга исследовали воздействие нового синтетического пептида на бактериальные клетки, подтвердив его малую токсичность и сильные антимикробные свойства, сообщает РИА Новости. Результаты исследования опубликованы в журнале «Journal of Peptide Science».

Ученые во всем мире давно оценили преимущество антимикробных пептидов перед другими антибиотиками. Антимикробные пептиды оказывают нужное воздействие в чрезвычайно низких концентрациях, «работают» c широким спектром микробов и при этом обладают малой (по сравнению с классическими антибиотиками) токсичностью для многоклеточных организмов.

Пептиды – это короткие последовательности аминокислот. При определенных условиях (если в такой молекуле гидрофобные и гидрофильные остатки аминокислот дистанцированы, а в водном растворе пептид заряжен положительно) – эти вещества становятся губительными для большинства бактерий.

Ученые Тюменского государственного университета решили задействовать модифицированный антибактериальный пептид для защиты растений.

«Фитопатогены («вредители растений») приобретают устойчивость ко многим известным пестицидам, которые когда-то удерживали их под контролем, – поясняет один из авторов работы, научный сотрудник Института экологической и сельскохозяйственной биологии «X-BIO» ТюмГУ Алексей Васильченко. – Это серьезный вызов для современного сельского хозяйства. Кроме того, тревожит и потенциальная опасность агрохимикатов для здоровья человека и окружающей среды. Одно из решений в борьбе с фитопатогенами сокрыто в самих живых организмах: эволюция привнесла в последние стратегию защиты от микроорганизмов, основанную на различных молекулах с антимикробной активностью, – в частности, пептидах».

Существует две стратегии использования подобных веществ в защите растений от фитопатогенов. Одна из них – получение трансгенных сортов, способных к самостоятельной продукции антимикробных пептидов.

Например, трансгенные сорта риса, кукурузы, хлопка, картофеля, синтезирующие антимикробные пептиды, уже сейчас успешно используются в сельском хозяйстве.

Другой подход в защите растений – использование биопестицидов: препаратов, содержащих антимикробные пептиды, которые распыляют непосредственно на растения.

Ученые из Санкт-Петербурга взяли природную молекулу индолицидина, первоначально выделенную из нейтрофилов крупного рогатого скота (нейтрофилы – клетки крови, ответственные за убийство «чужаков»), и заменили в ней аминокислоту L-триптофан на D-фенилаланин.

Такая замена значительно снизила токсичность пептида и одновременно повысила его устойчивость к разрушающим ферментам. Присоединение остатка жирной кислоты к пептидной молекуле, в свою очередь, усилило антимикробные свойства последней. Модификацию назвали антимикробным пептидом In-58.

«Несмотря на все достоинства антимикробных пептидов, их до сих пор крайне редко использовали в практической сфере жизни человека (от медицины до сельского хозяйства). Во-первых, высокая концентрация оказывает токсический эффект на растительные и животные клетки. Вдобавок к тому, пептиды нестабильны в окружающей среде, наполненной протеазами (ферментами, расщепляющими пептидную молекулу). Однако, современная биоинформатика позволяет провести рациональный дизайн новой структуры и ликвидировать недостатки оригинальной молекулы. Например, замена природных L-форм аминокислот в пептиде на D-формы снижает цитотоксичность и одновременно увеличивает устойчивость молекулы к протеазам», – рассказывает Алексей Васильченко.

Первый шаг в реализации использования антимикробных пептидов в практическом качестве – проведение экспериментов, где потенциальный биопестицид всесторонне исследуют в лабораторных условиях. На данном этапе ученые изучают механизмы антимикробного действия, оценивают устойчивость фитопатогена к воздействию и стабильность препарата в условиях, имитирующих полевые. Впереди еще два важных шага: лабораторные исследования на растениях и реальные полевые испытания.

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>