Actividad in vitro e in silico de cinco péptidos solapantes procedentes de un péptido antimicrobiano
Fecha
2022Resumen
La aparición de cepas microbianas superresistentes está impulsando la búsqueda de
alternativas a los antibióticos tradicionales. Una alternativa prometedora son los péptidos
antimicrobianos (AMP), presentes en el sistema inmunitario innato de numerosos
organismos vivos. Las ventajas principales de los AMP son su amplio espectro ²pueden
tener propiedades antibacterianas, antifúngicas y antivirales, entre otras² y la escasa
propensión a desarrollar resistencias. Las desventajas principales son la posible toxicidad
y los costes de síntesis. Estas desventajas justifican que se investiguen los AMP ricos en
prolina (PrAMP), que presentan una toxicidad comparativamente baja, y versiones
truncadas de los péptidos activos, más económicos de producir. En este trabajo
estudiamos la estructura y actividad in vitro e in silico de cinco fragmentos de un PrAMP
antibacteriano y antifúngico para identificar el dominio activo del péptido completo y
obtener información sobre su modo de acción. Los ensayos de actividad antimicrobiana
in vitro mostraron que ninguno de los fragmentos conserva las propiedades
antimicrobianas del péptido completo frente a Escherichia coli, Staphylococcus aureus y
Candida albicans. Los modelos in silico arrojaron resultados no concluyentes, que
pueden explicarse teniendo en cuenta las aproximaciones de las herramientas
bioinformáticas utilizadas. En su conjunto, este trabajo confirma resultados previos sobre
la existencia de una longitud límite para la actividad de los péptidos de esta clase y
establece un límite inferior al intervalo de longitud relevante. Los estudios futuros
deberán enfocarse a péptidos de tamaños intermedios y a ensayos específicos que
permitan la identificación del mecanismo de acción The emergence of super-resistant microbial strains is a compelling reason to investigate
alternatives to traditional antibiotics. One promising alternative is antimicrobial peptides
(AMPs), which are found in the innate immune system of many organisms. The main
advantages of AMPs include their wide spectrum of activity against bacterial, fungal, and
viral agents and their scant susceptibility to pathogens¶ developing resistance. The main
disadvantages are their potential toxicity and high production costs. Two approaches
promise to mitigate these disadvantages: proline-rich AMPs (PrAMPs) have low toxicity,
and truncated AMPs are cheaper to synthesise than full-length AMPs, although previous
results suggest that AMPs antimicrobial activity is limited when the peptide is truncated
beyond a certain limit. To determine the minimal fragment that retains the antimicrobial
properties of the complete peptide and gain insight into its mode of action, we used in
vitro and in silico experiments to study the structure and activity of five fragments of an
antibacterial and antifungal PrAMP. In in vitro microbial activity assays, none of the
fragments retained the antimicrobial properties of the full-length peptide against
Escherichia coli, Staphylococcus aureus, or Candida albicans. In silico models yielded
inconclusive results, probably because their underlying hypotheses are not fully
representative of the peptides studied. Our results corroborate those of previous studies
suggesting a minimal length for AMPs to be active against different pathogens and
establish a lower limit to the relevant length range. Future studies should focus on
intermediate-sized AMPs and should use specific assays tailored to identifying their
mechanisms of action.