科顿集团发现互补模式的抗菌作用的鱼肽
鱼类肽家族以互补的方式攻击细菌,可以激发新的抗菌治疗方法
科学家们发现,来自同一家族的鱼类肽表现出不同的抗菌作用模式。它们对细胞膜和核酸的互补作用可以激发研究人员设计新的抗感染疗法来对抗耐药病原体。
弗吉尼亚州威廉斯堡,2019年7月——你有没有想过鱼鳃是惊人的科学奇迹?这是William & 玛丽研究人员从一项新研究中得出的结论,该研究本周登上了美国化学会旗舰杂志的封面。作为水生生物,鱼类非常适合在恶劣的环境中生存,这些环境相当于充满细菌的汤。但是他们是怎么做到的呢?经过数百万年对环境的适应,它们发展出了强大的先天免疫系统。
这项研究是由美国国家科学基金会资助的,研究重点是肽,一种来自岩鱼或条纹鲈鱼免疫系统的小蛋白质。条纹鲈鱼是世界上许多水域中非常珍贵的鱼类,包括威廉玛丽附近的切萨皮克湾。这些肽被明智地命名为piscidins,以“双鱼座”(拉丁文中鱼的意思)命名。这些肽能在几分钟内杀死大量病原体,包括耐药细菌、病毒和癌细胞。
多年来,米里亚姆·科顿教授和她的合作者研究了几种鱼朊,假设一种方式适用于所有人,即这些肽都以同样的方式攻击病原体。但他们最近的工作揭示了一个转折,这个转折可能会启发人们设计出以互补方式起作用的新疗法,就像这些肽在自然界中的作用一样。
这项研究的核心是调查鱼毒素是如何附着在致病细胞(如细菌)上,并破坏包围它们的薄膜的。由于致病性和癌性细胞膜表面携带负电荷,带正电荷的鱼肽很容易被这些细胞吸引。
属于同一科的双鱼座鱼有许多共同的特征,包括它们的大小和形状。但就像我们可以头或脚先跳下跳板一样,这些肽尽管是兄弟姐妹,但它们攻击和杀死病原体的方式却截然不同。事实上,W&M的科学家和他们在全国不同机构的合作者,包括马里兰大学的Ella Mihailescu,发现piscidin 1更能破坏膜,更能抵抗pH值变化的版本使用它的羧基端(脚),而piscidin 3,在膜上不太活跃,但进入细胞破坏DNA,使用它的n端(头)。
天然多肽家族所具有的互补作用模式的重要意义在于,它可以帮助研究人员设计出一种多管齐下的药物,通过破坏病原体的细胞膜和DNA来杀死病原体。
下次你遇到岩鱼时,请记住它们可能是药物发现的重要进展的灵感来源,这可能会导致新的抗生素化合物不会引起细菌耐药性。