Учёные создали двойной высокоэффективный антимикробный нанозим
Исследовательская группа под руководством профессора Гао Лизэна из Института биофизики Китайской академии наук предложила бактерицидный механизм на основе нанозимов, имитирующих антимикробные пептиды (AMPs) и антимикробные ферменты (AMEs) по принципам биомиметики, и разработала двойной высокоэффективный антимикробный нанозим.
Исследование было опубликовано в Nature Communications 5 июля.
Исходя из рационального дизайна мультипептидных нанозимов, на основе ключевых аминокислот в активных центрах AMPs и AMEs, включая гистидин и цистеин, и сочетая принципы самосборки пептидов и металлокоординации, с использованием различных вычислительных методов, таких как Alphafold2, молекулярно-динамическое моделирование и теория функционала плотности, исследователи оптимизировали и выбрали группу 7-пептидных последовательностей IHIHICI.
Самособранный нанозим (AMPANs) обладает как функциями AMP, так и AME, демонстрируя специфический и эффективный фунгицидный эффект.
Исследователи выбрали в качестве объекта исследования собранные с Ni(Ac)2 пептидные нанотрубки (Ni-IH-7). Ферментативные исследования показали, что Ni-IH-7 обладает фосфолипазой C-подобной активностью и пероксидазоподобной активностью.
Благодаря образованию стабильной нанотрубки со вторичной структурой, пептидный нанозим Ni-IH-7 продемонстрировал хорошую устойчивость к различным гидролитическим ферментам.
Кроме того, было обнаружено, что пептидный нанозим Ni-IH-7 может избирательно связываться с маннопротеином на поверхности Candida albicans и индуцировать перекисное окисление липидов, приводящее к железозависимой гибели клеток (ferroptosis) и гидролизу глицерофосфолипидов, что быстро убивает грибок.
Эксперименты in vitro с посевом мазков из влагалищных выделений пациенток с вагинитом подтвердили, что пептидный нанозим Ni-IH-7 обладает хорошим противогрибковым эффектом, и его бактерицидные свойства не ухудшаются под действием других веществ в выделениях.
Это исследование впервые предлагает стратегию комбинирования антимикробных пептидов с нанозимами, проектирования и синтеза пептидных нанозимов с нуля с помощью компьютерного моделирования, а также систематического изучения их специфического механизма уничтожения грибков, что даёт представление для разработки новых антимикробных препаратов.