RU2771493C1 - Peptide with antibacterial activity against microorganisms with multidrug resistance - Google Patents
Peptide with antibacterial activity against microorganisms with multidrug resistance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771493C1 RU2771493C1 RU2021110763A RU2021110763A RU2771493C1 RU 2771493 C1 RU2771493 C1 RU 2771493C1 RU 2021110763 A RU2021110763 A RU 2021110763A RU 2021110763 A RU2021110763 A RU 2021110763A RU 2771493 C1 RU2771493 C1 RU 2771493C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- peptide
- bacteria
- rfr
- peptides
- growth
- Prior art date
Links
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 title claims abstract description 75
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims description 9
- 230000036457 multidrug resistance Effects 0.000 title claims description 9
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 25
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 claims abstract description 7
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims abstract 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 claims description 8
- ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N Erythromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N 0.000 claims description 6
- 229960002260 meropenem Drugs 0.000 claims description 6
- DMJNNHOOLUXYBV-PQTSNVLCSA-N meropenem Chemical compound C=1([C@H](C)[C@@H]2[C@H](C(N2C=1C(O)=O)=O)[C@H](O)C)S[C@@H]1CN[C@H](C(=O)N(C)C)C1 DMJNNHOOLUXYBV-PQTSNVLCSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 229960004821 amikacin Drugs 0.000 claims description 3
- LKCWBDHBTVXHDL-RMDFUYIESA-N amikacin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](N)C[C@H]([C@@H]([C@H]1O)O[C@@H]1[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)NC(=O)[C@@H](O)CCN)[C@H]1O[C@H](CN)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O LKCWBDHBTVXHDL-RMDFUYIESA-N 0.000 claims description 3
- 229960003276 erythromycin Drugs 0.000 claims description 3
- GSDSWSVVBLHKDQ-UHFFFAOYSA-N 9-fluoro-3-methyl-10-(4-methylpiperazin-1-yl)-7-oxo-2,3-dihydro-7H-[1,4]oxazino[2,3,4-ij]quinoline-6-carboxylic acid Chemical compound FC1=CC(C(C(C(O)=O)=C2)=O)=C3N2C(C)COC3=C1N1CCN(C)CC1 GSDSWSVVBLHKDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960001699 ofloxacin Drugs 0.000 claims description 2
- 101000859021 Capra hircus Cathelicidin-3.4 Proteins 0.000 abstract description 19
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 abstract description 15
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 13
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 abstract description 6
- 108700042778 Antimicrobial Peptides Proteins 0.000 abstract description 5
- 102000044503 Antimicrobial Peptides Human genes 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 108010016341 bactenecin Proteins 0.000 abstract description 4
- RHISNKCGUDDGEG-UHFFFAOYSA-N bactenecin Chemical compound CCC(C)C1NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C(NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(N)CCCN=C(N)N)CSSCC(C(=O)NC(CCCN=C(N)N)C(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CCCN=C(N)N)NC1=O RHISNKCGUDDGEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000012217 deletion Methods 0.000 abstract description 3
- 230000037430 deletion Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003910 polypeptide antibiotic agent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 25
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 19
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 12
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N ciprofloxacin Chemical compound C12=CC(N3CCNCC3)=C(F)C=C2C(=O)C(C(=O)O)=CN1C1CC1 MYSWGUAQZAJSOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 7
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 6
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 4
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 description 4
- 229960003405 ciprofloxacin Drugs 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 229960002518 gentamicin Drugs 0.000 description 4
- 230000002949 hemolytic effect Effects 0.000 description 4
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000588626 Acinetobacter baumannii Species 0.000 description 3
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 3
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 3
- 241000588747 Klebsiella pneumoniae Species 0.000 description 3
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 3
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 3
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 3
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 3
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 3
- AZKSAVLVSZKNRD-UHFFFAOYSA-M 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide Chemical compound [Br-].S1C(C)=C(C)N=C1[N+]1=NC(C=2C=CC=CC=2)=NN1C1=CC=CC=C1 AZKSAVLVSZKNRD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WZRJTRPJURQBRM-UHFFFAOYSA-N 4-amino-n-(5-methyl-1,2-oxazol-3-yl)benzenesulfonamide;5-[(3,4,5-trimethoxyphenyl)methyl]pyrimidine-2,4-diamine Chemical compound O1C(C)=CC(NS(=O)(=O)C=2C=CC(N)=CC=2)=N1.COC1=C(OC)C(OC)=CC(CC=2C(=NC(N)=NC=2)N)=C1 WZRJTRPJURQBRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- 206010018910 Haemolysis Diseases 0.000 description 2
- 101000927268 Hyas araneus Arasin 1 Proteins 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101710088675 Proline-rich peptide Proteins 0.000 description 2
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 2
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 2
- 229960002129 cefixime Drugs 0.000 description 2
- OKBVVJOGVLARMR-QSWIMTSFSA-N cefixime Chemical compound S1C(N)=NC(C(=N\OCC(O)=O)\C(=O)N[C@@H]2C(N3C(=C(C=C)CS[C@@H]32)C(O)=O)=O)=C1 OKBVVJOGVLARMR-QSWIMTSFSA-N 0.000 description 2
- 229960000484 ceftazidime Drugs 0.000 description 2
- NMVPEQXCMGEDNH-TZVUEUGBSA-N ceftazidime pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.S([C@@H]1[C@@H](C(N1C=1C([O-])=O)=O)NC(=O)\C(=N/OC(C)(C)C(O)=O)C=2N=C(N)SC=2)CC=1C[N+]1=CC=CC=C1 NMVPEQXCMGEDNH-TZVUEUGBSA-N 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 229940047766 co-trimoxazole Drugs 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 230000008588 hemolysis Effects 0.000 description 2
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- USSYUMHVHQSYNA-SLDJZXPVSA-N indolicidin Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(N)=O)CC1=CNC2=CC=CC=C12 USSYUMHVHQSYNA-SLDJZXPVSA-N 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 2
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 2
- 229960000808 netilmicin Drugs 0.000 description 2
- ZBGPYVZLYBDXKO-HILBYHGXSA-N netilmycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](N)C[C@H]([C@@H]([C@H]1O)O[C@@H]1[C@]([C@H](NC)[C@@H](O)CO1)(C)O)NCC)[C@H]1OC(CN)=CC[C@H]1N ZBGPYVZLYBDXKO-HILBYHGXSA-N 0.000 description 2
- 210000000440 neutrophil Anatomy 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 229960001019 oxacillin Drugs 0.000 description 2
- UWYHMGVUTGAWSP-JKIFEVAISA-N oxacillin Chemical compound N([C@@H]1C(N2[C@H](C(C)(C)S[C@@H]21)C(O)=O)=O)C(=O)C1=C(C)ON=C1C1=CC=CC=C1 UWYHMGVUTGAWSP-JKIFEVAISA-N 0.000 description 2
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 2
- 238000004007 reversed phase HPLC Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229960000707 tobramycin Drugs 0.000 description 2
- NLVFBUXFDBBNBW-PBSUHMDJSA-N tobramycin Chemical compound N[C@@H]1C[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N NLVFBUXFDBBNBW-PBSUHMDJSA-N 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- INXWADWANGLMPJ-UHFFFAOYSA-N 2-[[2-[[2-amino-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoic acid Chemical compound NC(N)=NCCCC(N)C(=O)NC(C(=O)NC(CCCN=C(N)N)C(O)=O)CC1=CC=CC=C1 INXWADWANGLMPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- WZPBZJONDBGPKJ-UHFFFAOYSA-N Antibiotic SQ 26917 Natural products O=C1N(S(O)(=O)=O)C(C)C1NC(=O)C(=NOC(C)(C)C(O)=O)C1=CSC(N)=N1 WZPBZJONDBGPKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 241001148106 Brucella melitensis Species 0.000 description 1
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- 241000283705 Capra hircus Species 0.000 description 1
- 108010078777 Colistin Proteins 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 201000003883 Cystic fibrosis Diseases 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000206602 Eukaryota Species 0.000 description 1
- 229920001917 Ficoll Polymers 0.000 description 1
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 101000991061 Homo sapiens MHC class I polypeptide-related sequence B Proteins 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- 102100030300 MHC class I polypeptide-related sequence B Human genes 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- RJQXTJLFIWVMTO-TYNCELHUSA-N Methicillin Chemical compound COC1=CC=CC(OC)=C1C(=O)N[C@@H]1C(=O)N2[C@@H](C(O)=O)C(C)(C)S[C@@H]21 RJQXTJLFIWVMTO-TYNCELHUSA-N 0.000 description 1
- 206010048723 Multiple-drug resistance Diseases 0.000 description 1
- 241000187479 Mycobacterium tuberculosis Species 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- 206010035664 Pneumonia Diseases 0.000 description 1
- 102000017033 Porins Human genes 0.000 description 1
- 108010013381 Porins Proteins 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012980 RPMI-1640 medium Substances 0.000 description 1
- 102000002278 Ribosomal Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010000605 Ribosomal Proteins Proteins 0.000 description 1
- 206010040047 Sepsis Diseases 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010041925 Staphylococcal infections Diseases 0.000 description 1
- 241000906446 Theraps Species 0.000 description 1
- WKDDRNSBRWANNC-UHFFFAOYSA-N Thienamycin Natural products C1C(SCCN)=C(C(O)=O)N2C(=O)C(C(O)C)C21 WKDDRNSBRWANNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010059993 Vancomycin Proteins 0.000 description 1
- 206010048038 Wound infection Diseases 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000689 aminoacylating effect Effects 0.000 description 1
- 229960003022 amoxicillin Drugs 0.000 description 1
- LSQZJLSUYDQPKJ-NJBDSQKTSA-N amoxicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=C(O)C=C1 LSQZJLSUYDQPKJ-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 238000012435 analytical chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 1
- 230000003214 anti-biofilm Effects 0.000 description 1
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 1
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 1
- 229960003644 aztreonam Drugs 0.000 description 1
- WZPBZJONDBGPKJ-VEHQQRBSSA-N aztreonam Chemical compound O=C1N(S([O-])(=O)=O)[C@@H](C)[C@@H]1NC(=O)C(=N/OC(C)(C)C(O)=O)\C1=CSC([NH3+])=N1 WZPBZJONDBGPKJ-VEHQQRBSSA-N 0.000 description 1
- 208000022362 bacterial infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000032770 biofilm formation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229940038698 brucella melitensis Drugs 0.000 description 1
- 239000007975 buffered saline Substances 0.000 description 1
- 210000004900 c-terminal fragment Anatomy 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 229960004261 cefotaxime Drugs 0.000 description 1
- GPRBEKHLDVQUJE-VINNURBNSA-N cefotaxime Chemical compound N([C@@H]1C(N2C(=C(COC(C)=O)CS[C@@H]21)C(O)=O)=O)C(=O)/C(=N/OC)C1=CSC(N)=N1 GPRBEKHLDVQUJE-VINNURBNSA-N 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 1
- HZZVJAQRINQKSD-PBFISZAISA-N clavulanic acid Chemical compound OC(=O)[C@H]1C(=C/CO)/O[C@@H]2CC(=O)N21 HZZVJAQRINQKSD-PBFISZAISA-N 0.000 description 1
- 229960003346 colistin Drugs 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000034994 death Effects 0.000 description 1
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 229940124307 fluoroquinolone Drugs 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 1
- 229960002182 imipenem Drugs 0.000 description 1
- ZSKVGTPCRGIANV-ZXFLCMHBSA-N imipenem Chemical compound C1C(SCC\N=C\N)=C(C(O)=O)N2C(=O)[C@H]([C@H](O)C)[C@H]21 ZSKVGTPCRGIANV-ZXFLCMHBSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 210000005007 innate immune system Anatomy 0.000 description 1
- 229960003350 isoniazid Drugs 0.000 description 1
- QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N isoniazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=NC=C1 QRXWMOHMRWLFEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002101 lytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001840 matrix-assisted laser desorption--ionisation time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 208000015688 methicillin-resistant staphylococcus aureus infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 229960003085 meticillin Drugs 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- JORAUNFTUVJTNG-BSTBCYLQSA-N n-[(2s)-4-amino-1-[[(2s,3r)-1-[[(2s)-4-amino-1-oxo-1-[[(3s,6s,9s,12s,15r,18s,21s)-6,9,18-tris(2-aminoethyl)-3-[(1r)-1-hydroxyethyl]-12,15-bis(2-methylpropyl)-2,5,8,11,14,17,20-heptaoxo-1,4,7,10,13,16,19-heptazacyclotricos-21-yl]amino]butan-2-yl]amino]-3-h Chemical compound CC(C)CCCCC(=O)N[C@@H](CCN)C(=O)N[C@H]([C@@H](C)O)CN[C@@H](CCN)C(=O)N[C@H]1CCNC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCN)NC(=O)[C@H](CCN)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCN)NC1=O.CCC(C)CCCCC(=O)N[C@@H](CCN)C(=O)N[C@H]([C@@H](C)O)CN[C@@H](CCN)C(=O)N[C@H]1CCNC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCN)NC(=O)[C@H](CCN)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCN)NC1=O JORAUNFTUVJTNG-BSTBCYLQSA-N 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- LSQZJLSUYDQPKJ-UHFFFAOYSA-N p-Hydroxyampicillin Natural products O=C1N2C(C(O)=O)C(C)(C)SC2C1NC(=O)C(N)C1=CC=C(O)C=C1 LSQZJLSUYDQPKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 150000002960 penicillins Chemical class 0.000 description 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 1
- -1 piperacycline Chemical compound 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 1
- XDJYMJULXQKGMM-UHFFFAOYSA-N polymyxin E1 Natural products CCC(C)CCCCC(=O)NC(CCN)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)NC(CCN)C(=O)NC1CCNC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C(CCN)NC(=O)C(CCN)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CCN)NC1=O XDJYMJULXQKGMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KNIWPHSUTGNZST-UHFFFAOYSA-N polymyxin E2 Natural products CC(C)CCCCC(=O)NC(CCN)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)NC(CCN)C(=O)NC1CCNC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C(CCN)NC(=O)C(CCN)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CCN)NC1=O KNIWPHSUTGNZST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000011321 prophylaxis Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000012846 protein folding Effects 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N renifolin D Natural products CC(=C)[C@@H]1Cc2c(O)c(O)ccc2[C@H]1CC(=O)c3ccc(O)cc3O BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 210000003705 ribosome Anatomy 0.000 description 1
- 229960001225 rifampicin Drugs 0.000 description 1
- JQXXHWHPUNPDRT-WLSIYKJHSA-N rifampicin Chemical compound O([C@](C1=O)(C)O/C=C/[C@@H]([C@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](C)[C@H](O)[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)\C=C\C=C(C)/C(=O)NC=2C(O)=C3C([O-])=C4C)C)OC)C4=C1C3=C(O)C=2\C=N\N1CC[NH+](C)CC1 JQXXHWHPUNPDRT-WLSIYKJHSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- 229960003165 vancomycin Drugs 0.000 description 1
- MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N vancomycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C2C=C3C=C1OC1=CC=C(C=C1Cl)[C@@H](O)[C@H](C(N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H]3C(=O)N[C@H]1C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](C3=CC(O)=CC(O)=C3C=3C(O)=CC=C1C=3)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)O2)=O)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC)[C@H]1C[C@](C)(N)[C@H](O)[C@H](C)O1 MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N 0.000 description 1
- MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N vancomycin Natural products O1C(C(=C2)Cl)=CC=C2C(O)C(C(NC(C2=CC(O)=CC(O)=C2C=2C(O)=CC=C3C=2)C(O)=O)=O)NC(=O)C3NC(=O)C2NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(CC(C)C)NC)C(O)C(C=C3Cl)=CC=C3OC3=CC2=CC1=C3OC1OC(CO)C(O)C(O)C1OC1CC(C)(N)C(O)C(C)O1 MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/04—Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- A61K38/10—Peptides having 12 to 20 amino acids
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
- A61P31/04—Antibacterial agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K7/00—Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
- C07K7/04—Linear peptides containing only normal peptide links
- C07K7/08—Linear peptides containing only normal peptide links having 12 to 20 amino acids
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Oncology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биохимии и может быть использовано в медицине и ветеринарии.The invention relates to the field of biochemistry and can be used in medicine and veterinary medicine.
В настоящее время в мире наблюдается широкое распространение патогенных микроорганизмов, обладающих устойчивостью к лекарственным препаратам, в том числе одновременно к нескольким лекарственным препаратам различной химической природы и различного механизма действия. Такое явление получило название «множественная устойчивость к лекарственным препаратам» (multi-drug resistance). Растущее использование антибиотиков в медицине, ветеринарии, а также добавление антибиотиков в корма сельскохозяйственных животных, птиц и рыб на фермах способствует появлению и распространению в природе подобных микроорганизмов.Currently, the world is experiencing a wide spread of pathogenic microorganisms that are resistant to drugs, including simultaneously to several drugs of different chemical nature and different mechanism of action. This phenomenon is called “multi-drug resistance”. The growing use of antibiotics in medicine, veterinary medicine, as well as the addition of antibiotics to the feed of farm animals, birds and fish on farms contributes to the emergence and spread of such microorganisms in nature.
Исследования геномов микроорганизмов, обладающих множественной устойчивостью к лекарственным препаратам, показывают, что они содержат следующие детерминанты: потерю поринов внешней мембраны вследствие мутаций в соответствующих хромосомных генах, активацию выкачивающих мембранных насосных систем, вызванную теми же причинами и приобретение новых ферментов, разрушающих лекарственные препараты и кодируемых мобильными генетическими элементами, в первую очередь трансмиссибельными плазмидами [Nikado Н. Multidrug Resistance in Bacteria. Annu Rev Biochem. 2009; 78:119-146]. Лечение бактериальных инфекций, вызванных данными микроорганизмами, представляет трудную задачу для клинической медицины [Gootz T.D. The Global Problem of Antibiotic Resistance. Critical Reviews in Immunology, 2010, 30 (1): 79-93].Studies of the genomes of microorganisms with multiple drug resistance show that they contain the following determinants: loss of outer membrane porins due to mutations in the corresponding chromosomal genes, activation of efflux membrane pumping systems caused by the same causes, and acquisition of new drug-degrading enzymes and encoded mobile genetic elements, primarily transmissible plasmids [Nikado H. Multidrug Resistance in Bacteria. Annu Rev Biochem. 2009; 78:119-146]. Treatment of bacterial infections caused by these microorganisms is a difficult task for clinical medicine [Gootz T.D. The Global Problem of Antibiotic Resistance. Critical Reviews in Immunology, 2010, 30 (1): 79-93].
Ярким примером является штамм Klebsiella pneumoniae, вызвавший в 2016 г. в США смерть больной от сепсиса и оказавшийся устойчивым ко всем 26 лекарственным средствам, предписанным государственным контролирующим органом (USA Food and Drug Administration) для лечения данной инфекции [Chen L., Todd R., Kiehlbauch J., Walters M., Kallen A. Notes from the Field: Pan-Resistant New Delhi Metallo-Beta-Lactamase-Producing Klebsiella pneumoniae. CDC Morbidity and Mortality Weekly Report, 2017, 66(1): 33. doi: 10.15585/mmwr.mm6601a7].A striking example is the strain of Klebsiella pneumoniae, which in 2016 in the United States caused the death of a patient from sepsis and turned out to be resistant to all 26 drugs prescribed by the state regulatory authority (USA Food and Drug Administration) for the treatment of this infection [Chen L., Todd R. , Kiehlbauch J., Walters M., Kallen A. Notes from the Field: Pan-Resistant New Delhi Metallo-Beta-Lactamase-Producing Klebsiella pneumoniae. CDC Morbidity and Mortality Weekly Report, 2017, 66(1): 33. doi: 10.15585/mmwr.mm6601a7].
Проблема распространения штаммов патогенных микроорганизмов с множественной лекарственной устойчивостью в России не отличается от ситуации в других странах [Эргешов А., Андреевская С.Н., Ларионова Е.Е., отражает трансмиссивность мутантных клонов. Молекулярная биология, 2017. Т. 51 №4 С. 595-602].The problem of the spread of strains of pathogenic microorganisms with multidrug resistance in Russia does not differ from the situation in other countries [Ergeshov A., Andreevskaya S.N., Larionova E.E., reflects the transmissibility of mutant clones. Molecular biology, 2017. V. 51 No. 4 S. 595-602].
Таким образом, медицинская Смирнова Т.Г., Черноусова Л.Н. Спектр мутаций в генах, ассоциированных с устойчивостью к рифампицину, изониазиду и фторхинолонам, у клинических штаммов Mycobacterium tuberculosis наука проигрывает борьбу с патогенными микроорганизмами, не успевая открывать и внедрять в практику здравоохранения новые лекарственные препараты, устойчивость бактерий к которым пока неизвестна.Thus it is medical Smirnova T.G., Chernousova L.N. The spectrum of mutations in the genes associated with resistance to rifampicin, isoniazid and fluoroquinolones in clinical strains of Mycobacterium tuberculosis science is losing the fight against pathogenic microorganisms, not having time to discover and introduce into healthcare practice new drugs, the resistance of bacteria to which is still unknown.
Актуальной задачей является поиск способов лечения инфекций, вызванных микроорганизмами с множественной лекарственной устойчивостью.An urgent task is to find ways to treat infections caused by multidrug-resistant microorganisms.
Антимикробные пептиды, вырабатываемые защитными клетками высших эукариот, являются частью врожденной иммунной системы и могут служить основой для разработки новых антибиотиков. Также было предложено использование антимикробных пептидов совместно с известными антибиотиками для подавления роста бактерий с множественной лекарственной устойчивостью.Antimicrobial peptides produced by protective cells of higher eukaryotes are part of the innate immune system and can serve as the basis for the development of new antibiotics. It has also been proposed to use antimicrobial peptides in conjunction with known antibiotics to inhibit the growth of multidrug resistant bacteria.
Например, предложены синтетические пептиды длиной от 10 до 14 аминокислотных остатков, с высоким содержанием аргинина [RU 2590706]. Раскрытый в данном патенте пептид RRRFRFFFRFRRR, показавший наилучшие результаты в сравнении с остальными предложенными пептидами, между тем обладал высокими минимальными ингибирующими рост грамположительных и грамотрицательных бактерий концентрациями в диапазоне от 7,8 до 62,5 мг/мл, что выше, чем минимальные ингибирующие концентрации (MIC) пептида по настоящему изобретению, исчисляемые в диапазоне 1-32 мкг/мл (0,5-32 мкМ).For example, proposed synthetic peptides with a length of 10 to 14 amino acid residues, with a high content of arginine [RU 2590706]. The peptide RRRFRFFFRFRRR disclosed in this patent, which showed the best results in comparison with the other proposed peptides, meanwhile had high minimum inhibitory concentrations for the growth of gram-positive and gram-negative bacteria in the range from 7.8 to 62.5 mg/ml, which is higher than the minimum inhibitory concentrations (MIC) of the peptide of the present invention, calculated in the range of 1-32 μg/ml (0.5-32 μm).
Известны искусственные синтетические пептиды лексицин-1, последовательность которого IGVLKKYFKIGALIKAIIK [RU 2715854] и пептид GRFKRFRKKLKRLWHKVGPFVGPILHY [RU 2702661], обладающие антимикробным действием, однако их активность в отношении бактерий с множественной лекарственной устойчивостью не показана.Artificial synthetic peptides lexicin-1 are known, the sequence of which is IGVLKKYFKIGALIKAIIK [RU 2715854] and the peptide GRFKRFRKKLKRLWHKVGPFVGPILHY [RU 2702661], which have an antimicrobial effect, but their activity against bacteria with multidrug resistance is not shown.
В [WO 9840401] раскрывается использование пептида индолицидина и его аналогов, полученных путем частичных замен, делеций и вставок отдельных аминокислот, замен отдельных аминокислот на их D-аналоги, химической модификации N- и С-концов молекулы, для подавления роста бактерий и преодоления устойчивости бактерий к антибиотикам. Также в данном патенте заявлено применение для указанной цели совместно с антибиотиками (ципрофлоксациллином, ванкомицином, пиперациклином, гентамицином, тобрамицином) пептида индолицидина и его аналогов, и ряда известных видов антимикробных пептидов, включая некоторые бактенецины.[WO 9840401] discloses the use of the indolicidin peptide and its analogs, obtained by partial substitutions, deletions and insertions of individual amino acids, substitutions of individual amino acids with their D-analogues, chemical modification of the N- and C-termini of the molecule, to suppress bacterial growth and overcome resistance bacteria to antibiotics. This patent also claims the use for this purpose, together with antibiotics (ciprofloxacillin, vancomycin, piperacycline, gentamicin, tobramycin), indolicidin peptide and its analogues, and a number of known types of antimicrobial peptides, including some bactenecins.
Известно, что бактенецины - высококатионные пептиды гранул нейтрофилов - обладают высокой бактерицидной активностью [Gennaro R, Skerlavaj В, Romeo D. Purification, composition, and activity of two bactenecins, antibacterial peptides of bovine neutrophils. Infect Immun. 1989; 57(10): 3142-3146. doi: 10.1128/IAI.57.10.3142-3146.1989] и отличаются высоким (от 20% до 50%) содержанием пролина.It is known that bactenecins - highly cationic peptides of neutrophil granules - have high bactericidal activity [Gennaro R, Skerlavaj B, Romeo D. Purification, composition, and activity of two bactenecins, antibacterial peptides of bovine neutrophils. Infect Immun. 1989; 57(10): 3142-3146. doi: 10.1128/IAI.57.10.3142-3146.1989] and have a high (20% to 50%) proline content.
Считается, что антимикробное действие богатых пролином пептидов является результатом блокирования ими аминоацилирующего сайта бактериальных рибосом, нарушения фолдирования белков, а также, при более высоких концентрациях - разрушения бактериальных мембран. [Scocchi М., Tossi A., Gennaro R. Proline-rich antimicrobial peptides: converging to a non-lytic mechanism of action. Cell. Mol. Life Sci. 2011. 68: P. 2317-2330 doi: 10.1007/s00018-011-0721-7; 37; Mardirossian M., Grzela R., Giglione C., Meinnel Т., Gennaro R., Mergaert P., et al. The host antimicrobial peptide Bac 71-35 binds to bacterial ribosomal proteins and inhibits protein synthesis. Chem. Biol. 2014.21: 1639-1647. doi: 10.1016/j.chembiol.2014.10.009].It is believed that the antimicrobial action of proline-rich peptides is the result of blocking the aminoacylating site of bacterial ribosomes, disruption of protein folding, and, at higher concentrations, destruction of bacterial membranes. [Scocchi M., Tossi A., Gennaro R. Proline-rich antimicrobial peptides: converging to a non-lytic mechanism of action. cell. Mol. life sci. 2011. 68: P. 2317-2330 doi: 10.1007/s00018-011-0721-7; 37; Mardirossian M., Grzela R., Giglione C., Meinnel T., Gennaro R., Mergaert P., et al. The host antimicrobial peptide Bac 71-35 binds to bacterial ribosomal proteins and inhibits protein synthesis. Chem. Biol. 2014.21: 1639-1647. doi: 10.1016/j.chembiol.2014.10.009].
Между тем, ни один из предложенных природных или синтетических пептидов с антибактериальным действием до сих пор не используется в практике здравоохранения.Meanwhile, none of the proposed natural or synthetic peptides with antibacterial action is still used in healthcare practice.
Цель изобретения заключается в расширении спектра пептидов, обладающих противобактериальным действием, в том числе против бактерий с множественной лекарственной устойчивостью, при низком уровне цитотоксического и гемолитического действия.The purpose of the invention is to expand the spectrum of peptides with antibacterial action, including against bacteria with multidrug resistance, with a low level of cytotoxic and hemolytic action.
Для достижения цели настоящего изобретения была произведена модификация природного богатого пролином пептида бактенецина ChBac 3.4, обнаруженного в лейкоцитах домашней козы Capra hircus, который отличается широким спектром антимикробного действия как против грамположительных, так и грамотрицательных бактерий [Shamova О., Orlov D., Stegemann С., Czihal P., Hoffmann R., Brogden K., et al. ChBac3.4: A novel proline-rich antimicrobial peptide from goat leukocytes. Int. J. Pept. Res. Therap.2009. 15:1, P. 31-42. doi: 10.1007/s10989-009-9170-7].To achieve the goal of the present invention, a modification was made of the natural proline-rich peptide bactenecin ChBac 3.4, found in leukocytes of the domestic goat Capra hircus, which has a wide spectrum of antimicrobial activity against both gram-positive and gram-negative bacteria [Shamova O., Orlov D., Stegemann C. , Czihal P., Hoffmann R., Brogden K., et al. ChBac3.4: A novel proline-rich antimicrobial peptide from goat leukocytes. Int. J. Pept. Res. Therap.2009. 15:1, P. 31-42. doi: 10.1007/s10989-009-9170-7].
Последовательность аминокислотных остатков природного пептида бактенецина ChBac 3.4, амидированного с С-конца, представлена на фиг. 1.The sequence of amino acid residues of the natural bactenecin peptide ChBac 3.4, amidated from the C-terminus, is shown in Fig. one.
Для достижения цели изобретения были спроектированы, синтезированы и подвергнуты сравнительным исследованиям аналоги ChBac 3.4, отличающиеся заменами некоторых аминокислот, карбоксилированным С-концом, делециями и вставками отдельных аминокислот, а также укороченные варианты - N- и С-концевые фрагменты молекулы.To achieve the goal of the invention, analogues of ChBac 3.4 were designed, synthesized and subjected to comparative studies, differing in substitutions of some amino acids, carboxylated C-terminus, deletions and insertions of individual amino acids, as well as shortened variants - N- and C-terminal fragments of the molecule.
Последовательность аминокислот пептида RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 приведена на фиг. 2.The amino acid sequence of the RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 peptide is shown in FIG. 2.
Результаты испытаний показали, что вариант синтетического пептида, названный RFR-ChBac 3.4(1-14)-NH2, обладает антимикробной активностью против грамположительных и грамотрицательных бактерий, в том числе патогенных бактерий - активен как против планктонных (свободно плавающих) бактерий, так и подавляет развитие биопленок патогенными бактериями, устойчивыми к нескольким лекарственным препаратам. При этом полученный пептид не обладает выраженной токсичностью к клеткам человека.The test results showed that the synthetic peptide variant, named RFR-ChBac 3.4(1-14)-NH 2 , has antimicrobial activity against gram-positive and gram-negative bacteria, including pathogenic bacteria - it is active against both planktonic (free-floating) bacteria and inhibits the development of biofilms by pathogenic bacteria resistant to several drugs. At the same time, the resulting peptide does not have a pronounced toxicity to human cells.
Сравнение аминокислотных последовательностей показало отличие полученного пептида от известных пептидов с антибактериальными свойствами. Созданный пептид может быть использован для подавления роста бактерий с множественной лекарственной устойчивостью, в том числе формирующих биопленки.Comparison of amino acid sequences showed the difference between the obtained peptide and known peptides with antibacterial properties. The created peptide can be used to suppress the growth of multidrug-resistant bacteria, including those forming biofilms.
Молекулярный дизайн синтетического пептида RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 Molecular design of the synthetic peptide RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2
В пептиде RFR-ChBac 3.4(1-14)-NH2 представлен фрагмент ChBac 3.4, содержащий аминокислотные остатки с 1 по 14, а N-концевая последовательность из трех аминокислот (RFR) удвоена. С-конец пептида амидирован. Последовательность аминокислот синтетического пептида RFR-ChBac 3.4(1-14)-NH2 представлена в Seq ID No 1 и на фиг. 2. сравнение аминокислотных последовательностей пептидов ChBac 3.4 (верхняя последовательность) и RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 (нижняя последовательность) представлены на фиг. 3.The RFR-ChBac 3.4(1-14)-NH 2 peptide contains a ChBac 3.4 fragment containing amino acid residues 1 to 14, and the N-terminal three amino acid sequence (RFR) is doubled. The C-terminus of the peptide is amidated. The amino acid sequence of the synthetic RFR-ChBac 3.4(1-14)-NH 2 peptide is shown in Seq ID No. 1 and in FIG. 2. comparison of the amino acid sequences of the peptides ChBac 3.4 (upper sequence) and RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 (lower sequence) are shown in FIG. 3.
Молекулярная масса полученного пептида составляет 2319.8 Да, пептид имеет высокое содержание основных аминокислот, в его состав входит 7 остатков (41,18%) аргинина.The molecular weight of the obtained peptide is 2319.8 Da, the peptide has a high content of basic amino acids, it contains 7 residues (41.18%) of arginine.
Химический синтез пептидовChemical synthesis of peptides
Пептиды ChBac3.4 и ChBac3.4(1-14)-NH2 были получены путем твердофазного синтеза из Fmoc-аминокислот с помощью автоматического синтезатора пептидов Symphony X (Protein Technologies, США). После завершения синтеза и снятия со смолы пептид был очищен методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии ОФ-ВЭЖХ на хроматографе Beckman Gold System, колонка - Vydac С18 column, 10×250 mm, 5 μm. Чистота пептидов, по данным аналитической хроматографии составляла 96-98%. Молекулярная масса подтверждена данными масс-спектрометрического анализа MALDI TOF.Peptides ChBac3.4 and ChBac3.4(1-14)-NH 2 were obtained by solid-phase synthesis from Fmoc-amino acids using an automatic peptide synthesizer Symphony X (Protein Technologies, USA). After completion of the synthesis and removal from the resin, the peptide was purified by reverse-phase high-performance liquid chromatography RP-HPLC on a Beckman Gold System chromatograph, column - Vydac C18 column, 10×250 mm, 5 μm. The purity of the peptides, according to analytical chromatography, was 96-98%. The molecular weight was confirmed by MALDI TOF mass spectrometric analysis.
Свойства полученного синтетического пептида, отличающие его от исходного природного пептида - бактенецина ChBac 3.4, иллюстрируется примерами 1-5, показывающими, что пептид RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2, характеризующийся аминокислотной последовательностью Seq ID No 1, может быть использован для подавления роста бактерий, в том числе бактерий с множественной лекарственной устойчивостью.The properties of the obtained synthetic peptide, which distinguish it from the original natural peptide - ChBac 3.4 bactenecin, are illustrated by examples 1-5, showing that the RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 peptide, characterized by the amino acid sequence Seq ID No 1, can be used to inhibit the growth of bacteria, including multidrug resistant bacteria.
Пример 1. Изучение подавления роста грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов пептидами ChBac3.4 и RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 Example 1. Study of growth inhibition of gram-positive and gram-negative microorganisms by peptides ChBac3.4 and RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2
Минимальные ингибирующие концентрации (minimal inhibiting concentrations - MIC) пептидов изучались с помощью метода серийных разведений в жидкой питательной среде (бульон Мюллера-Хинтона). Микрокамеры Терасаки для культивирования микроорганизмов предварительно обрабатывались 0,1% раствором бычьего сывороточного альбумина (БСА) для предотвращения сорбции пептидов на стенки планшета. Использовали серийные (с шагом 1:2) разведения пептидов в стерильном 10 мМ Na-фосфатном буферном растворе, рН 7,4, содержавшем 0,1% БСА, в каждую ячейку микрокамеры вносили равные объемы раствора пептида и культуры бактерий, находившихся в середине логарифмической фазе роста и содержавшей 1×106 КОЕ/мл. Конечный объем пробы составлял 10 мкл и все пробы повторялись трижды. Через 20 часов культивирования при 37°С MIC для каждого штамма бактерий определяли, как наименьшую концентрацию пептида, подавляющую рост бактерий, вычисляя ее по результатам 3-5 экспериментов. Также вычисляли среднее геометрическое значение MIC отдельно для грамотрицательных и грамположительных бактерий, обозначенные, как GMICГр(-) и GMICГр(+) и среднюю геометрическую GMICобщ для всех исследованных бактерий.Minimal inhibiting concentrations (MIC) of the peptides were studied using the method of serial dilutions in liquid nutrient medium (Muller-Hinton broth). Terasaki microchambers for cultivating microorganisms were pre-treated with 0.1% bovine serum albumin (BSA) to prevent sorption of peptides on the plate walls. Serial dilutions of the peptides in a sterile 10 mM Na-phosphate buffer solution, pH 7.4, containing 0.1% BSA were used (with a step of 1:2). growth phase and containing 1×10 6 CFU/ml. The final sample volume was 10 μl and all samples were repeated three times. After 20 hours of cultivation at 37°C, the MIC for each strain of bacteria was determined as the lowest concentration of the peptide that inhibits the growth of bacteria, calculated from the results of 3-5 experiments. Also, the geometric mean MIC value was calculated separately for gram-negative and gram-positive bacteria, designated as GMIC Gr(-) and GMIC Gr(+) and the geometric mean GMIC total for all studied bacteria.
Использованные для испытаний штаммы бактерий представлены в таблице 1.The bacterial strains used for testing are shown in Table 1.
Результаты испытаний представлены в таблице 2.The test results are presented in table 2.
Результаты, представленные в таблице 2, показывают, что в подавлении роста грамотрицательных бактерий оба пептида обладают сходной активностью, в то время как в подавлении роста грамположительных бактерий пептид RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 более активен. Показатель GMICобщ. для синтетического пептида снижен по сравнению с показателем природного пептида.The results presented in Table 2 show that both peptides have similar activity in inhibiting the growth of Gram-negative bacteria, while the RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 peptide is more active in inhibiting the growth of Gram-positive bacteria. GMIC total for the synthetic peptide is reduced compared to the natural peptide.
Пример 2. Исследование совместного действия пептида RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 и антибиотиков, для подавления роста патогенных бактерий с множественной лекарственной устойчивостьюExample 2. Study of the combined action of the peptide RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 and antibiotics to suppress the growth of pathogenic bacteria with multidrug resistance
Данное исследование проводили в условиях, описанных в примере 2, следующим образом:This study was carried out under the conditions described in example 2, as follows:
Пептид, раститрованный с шагом разведения 1:2, вносили в каждый ряд планшета-микрокамеры для культивирования бактериальных клеток, а раститрованный таким же образом антибиотик вносили в каждую колонку. Таким образом получали разнообразные сочетания концентраций пептида и антибиотика.The peptide, triturated with a dilution step of 1:2, was added to each row of the microchamber plate for culturing bacterial cells, and the antibiotic triturated in the same way was added to each column. Various combinations of peptide and antibiotic concentrations were thus obtained.
В первый ряд вносили только разведения пептида и в последнюю колонку - только разведения антибиотика для установления MIC каждого компонента в отдельности. После инкубации с бактериями в течение ночи по результатам учета роста бактерий в ячейках микрокамеры вычисляли фракционные концентрационные индексы подавления (fraction inhibitory concentration index - FICI) роста бактерий по формуле:Only dilutions of the peptide were added to the first row, and only dilutions of the antibiotic were added to the last column to establish the MIC of each component separately. After overnight incubation with bacteria, based on the results of taking into account the growth of bacteria in the cells of the microchamber, fractional concentration indices of inhibition (fraction inhibitory concentration index - FICI) of bacterial growth were calculated using the formula:
, ,
где [А] и [В] - концентрации А и В в комбинациях, эффективно подавляющих рост бактерий, a [MICA] и [MICB] - минимальные ингибирующие концентрации А и В при их индивидуальном использовании.where [A] and [B] are the concentrations of A and B in combinations that effectively inhibit the growth of bacteria, and [MICA] and [MICB] are the minimum inhibitory concentrations of A and B when used individually.
Комбинированный эффект оценивался следующим образом:The combined effect was estimated as follows:
Минимальный FICI ≤ 0,5 - синергизм пептида и антибиотика (совместное действие пептида и антибиотика выше простой суммы их индивидуальных действий).Minimum FICI ≤ 0.5 - synergism of the peptide and antibiotic (the combined action of the peptide and antibiotic is higher than the simple sum of their individual actions).
0,5 < Минимальный FICI ≤ 1,0 - аддитивность (действия пептида и антибиотика складываются)0.5 < Minimum FICI ≤ 1.0 - additivity (the actions of the peptide and antibiotic add up)
1,0 < Минимальный FICI < 2,0 - независимое действие (один компонент действует, как если бы второй отсутствовал).1.0 < Minimum FICI < 2.0 - independent action (one component acts as if the second was absent).
2 < Минимальный FICI - антагонизм.2 < Minimal FICI - antagonism.
[Orhan G, Bayram A, Zer Y, Balci I. Synergy tests by E test and checkerboard methods of antimicrobial combinations against Brucella melitensis. J Clin Microbiol. 2005 Jan; 43(1): 140-3. doi: 10.1128/JCM.43.1.140-143.2005.].[Orhan G, Bayram A, Zer Y, Balci I. Synergy tests by E test and checkerboard methods of antimicrobial combinations against Brucella melitensis. J Clin Microbiol. 2005 Jan; 43(1): 140-3. doi: 10.1128/JCM.43.1.140-143.2005].
Исследовали действие ряда антибиотиков, краткая характеристика которых приведена в табл. 3.Investigated the action of a number of antibiotics, a brief description of which is given in table. 3.
Результаты представлены в таблице 4.The results are presented in table 4.
Результаты, изложенные в таблице 4 показывают, что для обоих пептидов в большинстве случаев характерен синергизм либо аддитивность их действия с исследованными антибиотиками.The results presented in Table 4 show that both peptides in most cases are characterized by synergism or additivity of their action with the studied antibiotics.
Для обоих пептидов характерно независимое действие с оксациллином для всех исследованных штаммов бактерий и с меропенемом для E.coli ESBL 521/17. Также независимое действие пептида ChBac3.4 с меропенемом показано для K. pneumoniae ESBL 344/17.Both peptides are characterized by independent action with oxacillin for all studied bacterial strains and with meropenem for E. coli ESBL 521/17. Also, independent action of the ChBac3.4 peptide with meropenem was shown for K. pneumoniae ESBL 344/17.
Однако из таблицы 4 видно, что синтетический пептид RFR-ChBac-3.4(1-14)-NH2 обладает преимуществом по сравнению с природным пептидом ChBac3.4. Так, при совместном применении с эритромицином против A. baumannii, с меропенемом против P. aeruginosa, с офлокацином против K. pneumoniae и P. aeruginosa синтетический пептид RFR-ChBac-3.4(1-14)-NH2 показал синергизм действия с антибиотиками, а природный пептид ChBac3.4 - показал только аддитивность.However, Table 4 shows that the synthetic peptide RFR-ChBac-3.4(1-14)-NH 2 has an advantage over the natural peptide ChBac3.4. So, when used together with erythromycin against A. baumannii, with meropenem against P. aeruginosa, with oflokacin against K. pneumoniae and P. aeruginosa, the synthetic peptide RFR-ChBac-3.4(1-14)-NH 2 showed synergistic action with antibiotics, and the natural peptide ChBac3.4 showed only additivity.
Пример 3. Подавление пептидом образования биопленки патогенными микроорганизмами с множественной лекарственной устойчивостьюExample 3 Peptide Inhibition of Biofilm Formation by Multidrug Resistant Pathogenic Microorganisms
Микробные клетки обладают способностью размножаться на различных поверхностях, образуя так называемые биопленки. Биопленки содержат плотный матрикс, защищающий находящиеся в них клетки от лекарственных веществ и эффекторов иммунной системы. Кроме того, биопленки содержат метаболически неактивные бактериальные клетки, устойчивые к действию антибиотиков.Microbial cells have the ability to multiply on various surfaces, forming so-called biofilms. Biofilms contain a dense matrix that protects the cells they contain from drugs and effectors of the immune system. In addition, biofilms contain metabolically inactive bacterial cells that are resistant to antibiotics.
Большинство инфекционных заболеваний человека, например, пневмония, раневые инфекции, муковисцидоз, зубной кариес и другие, вызываются пленкообразующими бактериями [Shahrour Н, Ferrer-Espada R, Dandache I, Chokr A, Martinez-de-Tejada G. AMPsasAnti-biofilm Agents for Human Therapy and Prophylaxis. Adv Exp Med Biol. 2019; 1117:257-279. doi: 10.1007/978-981-13-3588-4_14].Most human infectious diseases, such as pneumonia, wound infections, cystic fibrosis, dental caries, and others, are caused by film-forming bacteria [Shahrour H, Ferrer-Espada R, Dandache I, Chokr A, Martinez-de-Tejada G. AMPsas Anti-biofilm Agents for Human Therapy and Prophylaxis. Adv Exp Med Biol. 2019; 1117:257-279. doi: 10.1007/978-981-13-3588-4_14].
Для изучения влияния пептидов на образование биопленок в ячейки культурального 96-луночного планшета вносили по 50 мкл пептида, серийно раститрованного в питательной среде. Далее в ячейки вносили равный объем ночной культуры Pseudomonas aeruginosa MDR522/17 (штамм №4 в табл. 1), либо Acinetobacter baumanii 7226/16 (штамм №2 в табл. 1), разведенной в 50 раз.To study the effect of peptides on the formation of biofilms, 50 µl of the peptide, serially triturated in a nutrient medium, was introduced into the cells of a 96-well culture plate. Then, an equal volume of a night culture of Pseudomonas aeruginosa MDR522/17 (strain No. 4 in Table 1) or Acinetobacter baumanii 7226/16 (strain No. 2 in Table 1) diluted 50 times was introduced into the cells.
После инкубации при 37°С в течение 24 часов планшет осторожно промывали от неприкрепившихся бактерий погружением в сосуд с дистиллированной водой, после чего прикрепленные к стенкам планшета клетки и компоненты матрикса биопленки окрашивали 0,1% раствором красителя кристаллический фиолетовый в течение 10 минут, после чего планшет снова промывали, высушивали, связавшийся краситель растворяли в 30% растворе уксусной кислоты и его количество определяли спектрофотометрически.After incubation at 37°C for 24 hours, the plate was carefully washed from non-adherent bacteria by immersion in a vessel with distilled water, after which the cells attached to the walls of the plate and biofilm matrix components were stained with 0.1% crystal violet dye solution for 10 minutes, after which the plate was washed again, dried, the bound dye was dissolved in 30% acetic acid solution and its amount was determined spectrophotometrically.
Каждую концентрацию пептида исследовали в четырех параллельных пробах. Результаты, представленные в таблице 5, вычислены на основании трех независимых экспериментов.Each concentration of the peptide was examined in four parallel samples. The results presented in Table 5 are calculated from three independent experiments.
Таким образом, синтетический пептид RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 обладает способностью к подавлению образования биопленок патогенными бактериями с множественной лекарственной устойчивостью.Thus, the synthetic peptide RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 has the ability to suppress the formation of biofilms by multidrug-resistant pathogenic bacteria.
Пример 4. Гемолитическая активность пептидов ChBac3.4 и RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 Example 4. Hemolytic activity of peptides ChBac3.4 and RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2
Образцы периферической крови здоровых доноров, собранные в стандартные ЭДТА-вакутейнеры, подвергали центрифугированию при 300-х g и +4°С в течение 10 минут, после чего осадок клеток ресуспендировали в забуференном физиологическом растворе (ЗФР). Указанную процедуру повторяли еще два раза для удаления компонентов плазмы крови и следов антикоагулянта.Peripheral blood samples from healthy donors, collected in standard EDTA vacutainers, were subjected to centrifugation at 300 g and +4°C for 10 minutes, after which the cell pellet was resuspended in buffered saline (PBS). This procedure was repeated two more times to remove blood plasma components and traces of anticoagulant.
Конечный осадок ресуспендировали в 10 мл физраствора и 27 мкл данной суспензии вносили в каждую пробу. К пробам добавляли по 3 мкл раститрованного раствора пептида. Смеси инкубировали 30 минут при +37°С, после чего центрифугировали при 10000 g в течение 3 минут. Выход гемоглобина в супернатант измеряли спектрофотометрически при длине волны 540 нм.The final pellet was resuspended in 10 ml saline and 27 µl of this suspension was added to each sample. To the samples, 3 µl of the titrated peptide solution were added. The mixtures were incubated for 30 minutes at +37°C, after which they were centrifuged at 10,000 g for 3 minutes. The release of hemoglobin into the supernatant was measured spectrophotometrically at a wavelength of 540 nm.
Использовали два контроля: 100% лизиса эритроцитов определяли в пробах с добавлением 3 мкл 1% раствора Тритона-Х-100, 0% лизиса определяли в пробах с добавлением 3 мкл ЗФР вместо раствора пептида.Two controls were used: 100% lysis of erythrocytes was determined in samples with the addition of 3 μl of 1% Triton-X-100 solution, 0% lysis was determined in samples with the addition of 3 μl of PBS instead of the peptide solution.
В качестве положительного контроля использовали другой вариант синтетического ChBac3.4, отличающийся двумя вставками триптофана в позициях 10 и 22 и отсутствием амидной группы на С-конце. На каждую экспериментальную точку ставили три параллельных пробы и все эксперименты проводили трижды. Процент гемолиза вычисляли по формулеAnother variant of the synthetic ChBac3.4 was used as a positive control, which differed by two tryptophan inserts at positions 10 and 22 and the absence of an amide group at the C-terminus. Three parallel samples were placed on each experimental point, and all experiments were performed three times. The percentage of hemolysis was calculated by the formula
Гемолиз (%)=(А образца - А0% лизиса) / (А100% лизиса - А0% лизиса) × 100%,Hemolysis (%)=(A sample - A0% lysis) / (A100% lysis - A0% lysis) × 100%,
где А - оптическая плотность раствора при дли длине волны 540 нм (А540 нм)where A is the optical density of the solution at a wavelength of 540 nm (A540 nm)
В результате было показано, что оба пептида - ChBac3.4 и RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 - в концентрациях от 0 до 64 мкМ не вызывают лизиса эритроцитов, превышающего фоновое значение, в то время как другой вариант синтетического ChBac3.4 (положительный контроль) показал 19% лизиса при концентрации 32 мкМ и 25% при концентрации 64 мкМ. Таким образом, синтетический пептид RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 не обладает гемолитической активностью.As a result, it was shown that both peptides - ChBac3.4 and RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 - at concentrations from 0 to 64 μM do not cause erythrocyte lysis that exceeds the background value, while another variant of the synthetic ChBac3.4 (positive control) showed 19% lysis at 32 μM and 25% at 64 μM. Thus, the synthetic peptide RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 has no hemolytic activity.
Пример 5. Исследование цитотоксичности пептидов ChBac3.4 и RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 в отношении культивируемых клеток человекаExample 5 Cytotoxicity study of peptides ChBac3.4 and RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 against cultured human cells
Мононуклеарные клетки периферической крови человека, выделенные из крови здоровых доноров стандартным методом центрифугирования в градиенте фиколла и ресуспендированные в среде RPMI-1640, вносили в ячейки культурального планшета по 2×104 клеток в ячейку. Также в ячейки добавляли серийные разведения раствора пептида.Mononuclear cells of human peripheral blood, isolated from the blood of healthy donors by the standard Ficoll gradient centrifugation method and resuspended in RPMI-1640 medium, were introduced into the wells of the culture plate, 2×10 4 cells per well. Serial dilutions of the peptide solution were also added to the wells.
Для получения положительного контроля (100% живых клеток) в ячейку вместо пептида добавляли среду культивирования, в отрицательном контроле (0% живых клеток) среду культивирования добавляли вместо клеток.To obtain a positive control (100% live cells), culture medium was added to the cell instead of a peptide; in a negative control (0% live cells), culture medium was added instead of cells.
Планшеты инкубировали при 37°С и 5% CO2 в течение ночи, после чего в ячейки добавляли раствор 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолия бромида (МТТ) из расчета 5 мг/мл.The plates were incubated at 37°C and 5% CO 2 overnight, after which a solution of 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) was added to the wells at a rate of 5 mg/ml .
После 4-х часов культивирования добавляли изопропанол, закисленный при помощи 0,04 М HCl, и определяли светопоглощение при длине волны 540 нм (А540). Также определяли значения А690 для каждой пробы, которые вычитали для выравнивания фона. Содержание выживших клеток в образцах вычисляли по формулеAfter 4 hours of cultivation, isopropanol acidified with 0.04 M HCl was added and the absorbance was determined at a wavelength of 540 nm (A 540 ). A 690 values were also determined for each sample, which were subtracted to equalize the background. The content of surviving cells in the samples was calculated by the formula
Выживаемость (%)=(Аобр - А0%жив кл)/(А100%жив кл - А0% жив кл) × 100%Survival (%) \ u003d (A mod - A 0% live cells ) / (A 100% live cells - A 0% live cells ) × 100%
где: Ао6р - A540 - A690 нм образца;where: A o6p - A 540 - A 690 nm of the sample;
А100% жив клеток - А540 - А690 нм положительного контроля (100% живых клеток);A 100% live cells - A 540 - A 690 nm positive control (100% live cells);
А0% жив кл - А540 - А690 нм отрицательного контроля (0% живых клеток)A 0 % live cell - A 540 - A 690 nm negative control (0% live cells)
Все опыты производили трижды, используя по 3 параллельных пробы на каждую экспериментальную точку.All experiments were performed three times, using 3 parallel samples for each experimental point.
Показатель токсичности по отношению к мононуклеарным клеткам крови человека - 50% ингибирующую концентрацию (inhibitory concentration 50). Значения токсичности в ICpbmc 50% вычисляли нелинейным регрессионным анализом с использованием программы Sigma Plot 11 (Systat Software Inc., США).The indicator of toxicity in relation to human mononuclear blood cells - 50% inhibitory concentration (inhibitory concentration 50 ). Toxicity values in IC pbmc 50% were calculated by non-linear regression analysis using the Sigma Plot 11 program (Systat Software Inc., USA).
Результат деления ICpbmc 50% на GMICoбщ (величина GМIСобщ взята из таблицы 2) представляет собой индекс селективности (selectivity index - SIh/b), показывающий соотношение средней концентрации пептида, разрушающей 50% мононуклеарных клеток крови человека, к среднему геометрическому значению MIC для всех испытанных микробных клеток. Результаты представлены в таблице 6.The result of dividing IC pbmc 50% by GMIC total (the value of GMIС total is taken from Table 2) is the selectivity index (SI h/b ), showing the ratio of the average concentration of the peptide that destroys 50% of human mononuclear blood cells to the geometric mean MIC for all tested microbial cells. The results are presented in table 6.
Результаты, представленные в таблице 6, указывают на многократное превосходство пептида RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 перед пептидом ChBac3.4 по индексу селективности. При высокой и, в ряде случаев, более высокой, чем у ChBac3.4 способности к подавлению роста бактерий, пептид RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 обладает более чем в 4,3 раза сниженным цитотоксическим действием по отношению к мононуклеарным клеткам крови человека, чем пептид ChBac3.4.The results presented in table 6 indicate the multiple superiority of the RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 peptide over the ChBac3.4 peptide in terms of the selectivity index. With a high and, in some cases, higher ability to suppress bacterial growth than that of ChBac3.4, the RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 peptide has a more than 4.3-fold reduced cytotoxic effect in relation to human blood mononuclear cells than the ChBac3.4 peptide.
Заключение.Conclusion.
Таким образом, синтетический пептид RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2, являющийся продуктом модификации природного пептида ChBac3.4 обладает явными преимуществами по сравнению с природным пептидом:Thus, the synthetic peptide RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 , which is a modification product of the natural ChBac3.4 peptide, has clear advantages over the natural peptide:
- В меньших минимальных ингибирующих концентрациях подавляет рост патогенных штаммов грамположительных бактерий: Staphylococcus aureus 1399/17, устойчивого к ампициллину, оксациллину, гентамицину, амикацину, офлоксацину, и Staphylococcus aureus MRSA (АТСС 33591), устойчивого к метициллину;- At lower minimum inhibitory concentrations, it inhibits the growth of pathogenic strains of gram-positive bacteria: Staphylococcus aureus 1399/17, resistant to ampicillin, oxacillin, gentamicin, amikacin, ofloxacin, and Staphylococcus aureus MRSA (ATCC 33591), resistant to methicillin;
- В меньшей минимальной ингибирующей концентрации подавляет рост патогенного грамотрицательного штамма Escherichia coli 521/17, устойчивого к ампициллину, амоксициллину/клавулоновой кислоте, цефотаксиму, цефтазидиму, цефиксиму, азтреонаму, нетилмицину, ципрофлоксацину, триметоприму/сульфаметоксазолу;- At a lower minimum inhibitory concentration, it inhibits the growth of the pathogenic gram-negative Escherichia coli 521/17 strain resistant to ampicillin, amoxicillin / clavulonic acid, cefotaxime, ceftazidime, cefixime, aztreonam, netilmicin, ciprofloxacin, trimethoprim / sulfamethoxazole;
- Обладает синергизмом подавления роста штаммов бактерий, устойчивых к антибиотикам при совместном применении с антибиотиками: с эритромицином против Acinetobacter baumannii 7226/16 (устойчив к имипенему, гентамицину, тобрамицину, ципрофлоксацину, триметоприму/сульфаметоксазолу), с меропенемом и офлокацином против Pseudomonas aeruginosa MDR 522/17 (устойчив к меропенему, цефтазидиму, цефиксиму, амикацину, гентамицину, нетилмицину, ципрофлоксацину, колистину), с офлокацином против Klebsiella pneumoniae ESBL 344/17 (устойчив к ампициллину и другим пенициллинам), в отличие от природного пептида ChBac3.4, который показал только аддитивность с данными антибиотиками.- Possesses synergistic inhibition of the growth of bacterial strains resistant to antibiotics when used together with antibiotics: with erythromycin against Acinetobacter baumannii 7226/16 (resistant to imipenem, gentamicin, tobramycin, ciprofloxacin, trimethoprim / sulfamethoxazole), with meropenem and oflokacin against Pseudomonas aeruginosa MDR 522 /17 (resistant to meropenem, ceftazidime, cefixime, amikacin, gentamicin, netilmicin, ciprofloxacin, colistin), with oflokacin against Klebsiella pneumoniae ESBL 344/17 (resistant to ampicillin and other penicillins), in contrast to the natural peptide ChBac3.4, which showed only additivity with these antibiotics.
- Цитотоксическое действие пептида RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 на мононуклеарные клетки крови человека снижено более чем в 4,3 раза по сравнению с исходным пептидом ChBac3.4.- The cytotoxic effect of the RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 peptide on human blood mononuclear cells is reduced by more than 4.3 times compared to the original ChBac3.4 peptide.
Также пептид RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 способен подавлять образование биопленок патогенными микроорганизмами с множественной лекарственной устойчивостью и не обладает гемолитической активностью.Also, the RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 peptide is able to suppress the formation of biofilms by pathogenic microorganisms with multidrug resistance and does not have hemolytic activity.
--->--->
ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ SEQUENCE LIST
<110> ФГБНУ “ИЭМ” (FSBSI “IEM”<110> FGBNU “IEM” (FSBSI “IEM”
<120> Пептид, обладающий антибактериальной активностью в отношении<120> A peptide having antibacterial activity against
микроорганизмов с множественной лекарственной устойчивостью multidrug resistant microorganisms
<140><140>
<141><141>
<150><150>
<151><151>
<160> 1<160> 1
<170><170>
<210> SEQ ID No: 1 <210> SEQ ID No: 1
<211> 17<211> 17
<212> Аминокислотная последовательность<212> Amino acid sequence
<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence
<220><220>
<223> Аминокислотная последовательность пептида RFR-ChBac3.4(1-14)-NH2 <223> Amino acid sequence of RFR-ChBac3.4(1-14)-NH 2 peptide
<400> 1<400> 1
Arg Phe Arg Arg Phe Arg Leu Pro Phe Arg Arg Pro Pro Ile Arg Ile His-NH2Arg Phe Arg Arg Phe Arg Leu Pro Phe Arg Arg Pro Pro Ile Arg Ile His-NH2
1 5 10 151 5 10 15
<---<---
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021110763A RU2771493C1 (en) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Peptide with antibacterial activity against microorganisms with multidrug resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021110763A RU2771493C1 (en) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Peptide with antibacterial activity against microorganisms with multidrug resistance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2771493C1 true RU2771493C1 (en) | 2022-05-05 |
Family
ID=81458930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021110763A RU2771493C1 (en) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Peptide with antibacterial activity against microorganisms with multidrug resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2771493C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2825930C1 (en) * | 2024-03-01 | 2024-09-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Альбоген" | Peptide with antibacterial activity |
| WO2025183585A1 (en) * | 2024-03-01 | 2025-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Альбоген" | Peptide with antibacterial activity |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2590706C2 (en) * | 2010-03-31 | 2016-07-10 | НоваБиотикс Лимитед | Peptides and use thereof |
-
2021
- 2021-04-15 RU RU2021110763A patent/RU2771493C1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2590706C2 (en) * | 2010-03-31 | 2016-07-10 | НоваБиотикс Лимитед | Peptides and use thereof |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Olga Shamova et al. ChBac3.4: A Novel Proline-Rich Antimicrobial Peptide from Goat Leukocytes, Int J Pept Res Ther, 2009, 15:31-42. Жаркова М.С. и др. Действие пролин-богатых пептидов врожденного иммунитета на антибиотикоустойчивые штаммы бактерий, Медицинская иммунология, 2018, т.20, No 1, с.107-114. * |
| RU 2590706 C2 (НОВАБИОТИКС ЛИМИТЕД (GB)), 10.07.2016. Olga Shamova et al. ChBac3.4: A Novel Proline-Rich Antimicrobial Peptide from Goat Leukocytes, Int J Pept Res Ther, 2009, 15:31-42. Жаркова М.С. и др. Действие пролин-богатых пептидов врожденного иммунитета на антибиотикоустойчивые штаммы бактерий, Медицинская иммунология, 2018, т.20, No 1, с.107-114. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2826459C1 (en) * | 2023-12-04 | 2024-09-11 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ") | Synthetic analogues of natural peptides having antibacterial activity |
| RU2825930C1 (en) * | 2024-03-01 | 2024-09-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Альбоген" | Peptide with antibacterial activity |
| WO2025183585A1 (en) * | 2024-03-01 | 2025-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Альбоген" | Peptide with antibacterial activity |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Le et al. | Intracellular targeting mechanisms by antimicrobial peptides | |
| CA2341340C (en) | Anti-endotoxic, antimicrobial cationic peptides and methods of use therefor | |
| KR102624665B1 (en) | Antimicrobial therapy | |
| Romanelli et al. | Peptides from Royal Jelly: studies on the antimicrobial activity of jelleins, jelleins analogs and synergy with temporins | |
| US9580472B2 (en) | Anti-microbial peptides and methods of use thereof | |
| KR102544364B1 (en) | Romo1-derived antimicrobial peptides and variants thereof | |
| US9273095B2 (en) | Antibiotic peptide and preparation method therefor and application therefor | |
| CN103435686B (en) | Anti-drug resistance bacteriological infection peptide C bf-14 and uses thereof | |
| KR20180002618A (en) | Antibacterial peptides and methods for their use | |
| RU2771493C1 (en) | Peptide with antibacterial activity against microorganisms with multidrug resistance | |
| JP6823789B2 (en) | New antimicrobial peptides, variants and uses thereof | |
| CA2451310C (en) | Antimicrobial peptides | |
| US20060258596A1 (en) | Antimicrobial agents | |
| AU2002317071A1 (en) | Antimicrobial peptides | |
| KR100441402B1 (en) | Antimicrobial peptide, its analogs and antimicrobial composition comprising thereof | |
| KR101847051B1 (en) | Antibiotic peptides having an antibiotics and comprising antibiotic composition thereof | |
| JP6823790B2 (en) | New antimicrobial peptides, variants and uses thereof | |
| WO2025240841A1 (en) | Antimicrobial therapy | |
| Umnyakova et al. | Peptides and antibiotic resistance | |
| KR20130077920A (en) | Antimicrobial activity of apidaecine against the causative bacteria of edwardsiellosis | |
| CN117069819A (en) | A black-bellied tarantula antibacterial peptide LC-AMP-I1 and its application | |
| HK1250639B (en) | Antimicrobial therapy | |
| MX2011005274A (en) | Use of an antibiotic peptide from venoms of the scorpion centruroides suffusus suffusus and pharmaceutical compositions obtained from commercial antibiotics. |