Індоліцідинце короткий пептид з антибактеріальною активністю, що належить до типу природних антимікробних пептидів. Ці амінокислоти, що складаються з 13 амінокислотних залишків, з’єднані між собою пептидними зв’язками, утворюючи компактний пептидний ланцюг. У розчині він має спіральну конформацію, що полегшує його взаємодію з іншими молекулами або клітинними структурами. Завдяки своєму специфічному амінокислотному складу та послідовності, він може вибірково зв’язуватися з мішенями в організмах, таким чином виявляючи свою антибактеріальну дію.
За відповідних умов він може зберігати стабільність своєї структури та діяльності. Однак при більш високих температурах його пептидні зв’язки можуть порушитися, що призведе до структурних змін і втрати активності. Тому в дослідженнях і застосуванні необхідно контролювати експериментальну температуру, щоб забезпечити її стабільність і активність. Як природний протимікробний пептид, він має різні функції, такі як антибактеріальна, імунорегуляційна, проти-пухлинна та противірусна.
Кришки та пробки для пляшок на замовлення
|
|
|
Індоліцідин COA
|
Хімічна формула |
C100H132N26O13 |
|
Точна маса |
1905 |
|
Молекулярна маса |
1906 |
|
m/z |
1906 (100.0%), 1905 (92.5%), 1907 (39.5%), 1907 (14.0%), 1908 (10.8%), 1907 (9.6%), 1906 (8.9%), 1908 (7.2%), 1909 (4.3%), 1908 (3.8%), 1908 (2.7%), 1907 (2.5%), 1907 (1.5%), 1909 (1.4%), 1906 (1.4%), 1908 (1.3%), 1909 (1.0%) |
|
Елементний аналіз |
C, 63.01; H, 6.98; N, 19.10; O, 10.91 |
антибактеріальну активність
Індоліцідинвиявляє антибактеріальну дію широкого-спектру проти широкого спектру мікроорганізмів, включаючи різні аеробні грам-негативні бактерії, грам-позитивні бактерії та гриби. Цей широкий спектр дії робить його перспективним кандидатом для антимікробної терапії.
Пермеабілізація мембрани
Унікальна хімічна структура, багата на залишки триптофану та з амідованим карбоксильним закінченням, дозволяє йому проникати через мембрани бактеріальних клітин і порушувати їх цілісність. Це призводить до витоку бактеріального вмісту, що в кінцевому підсумку призводить до загибелі бактерій.
Зв'язування ДНК і інгібування реплікації
Дослідження показали, що він може зв’язуватися з подвійною -спіралью ДНК, можливо, пригнічуючи велику кількість ферментів, пов’язаних з обробкою ДНК. Зокрема, структурний мотив PW-WP у середині тринадцяти-пептиду є особливим структурним елементом, який може огортати подвійну спіраль ДНК форми B-, підвищуючи її стабільність і пригнічуючи реплікацію та транскрипцію ДНК.
Досліди in vitro продемонстрували його високу бактерицидну здатність із майже-повним знищенням поширених патогенних штамів, таких як Escherichia coli та Staphylococcus aureus. Ця ефективність підкреслює його потенціал як антимікробного засобу.
Обмеження та розвиток похідних інструментів
Незважаючи на його значну антибактеріальну активність, клінічне застосування обмежене через його цитотоксичність для еритроцитів, які можуть легко викликати гемоліз.
Крім того, його висока спорідненість до зв’язування з поверхневими ліпополісахаридами, сприяючи його антибактеріальному ефекту, також може призвести до розвитку резистентності до ліків у певних патогенів.
Щоб подолати ці обмеження, дослідники розробили різні похідні та аналоги.
Наприклад, індоліцидину ацетат та індоліцидину TFA є похідними, отриманими шляхом хімічної модифікації, які зберігають антибактеріальну активність, одночасно знижуючи токсичність для еритроцитів. Крім того, деякі дослідження намагалися посилити антибактеріальний спектр і зменшити цитотоксичність шляхом зміни амінокислотної послідовності, наприклад X-індоліцидину, який утворюється шляхом окислення двох бічних ланцюгів індольного кільця та зберігає той самий послідовність амінокислот і антибактеріальну активність, будучи стійкими до протеаз.
Противірусні ефекти
Індоліцідинтакож демонструє противірусні властивості, зокрема проти певних вірусів, таких як ВІЛ-1 та вірус простого герпесу. Його противірусний механізм дещо відрізняється від протигрибкової дії. Дослідження показали, що він може безпосередньо зв’язуватися з ДНК, перешкоджаючи утворенню комплексів інтеграза-ДНК, а не зв’язуватися з самою інтегразою. Це зв’язування може інгібувати низку ферментів, пов’язаних із процесингом ДНК, таким чином пригнічуючи реплікацію вірусу.
Інгібування ВІЛ-1
Було встановлено, що він ефективно пригнічує реплікацію ВІЛ-1. Необхідна противірусна концентрація вища, ніж для антибактеріальної та протигрибкової дії.
Наприклад, концентрація 333 мкг/мл може інгібувати ВІЛ-1, при цьому значення IC50 коливається від 67 до 100 мкг/мл при 37 градусах. Вплив протягом 5 хвилин при 37 градусах може пригнічувати реплікацію вірусу ВІЛ на 50%, тоді як повна противірусна дія вимагає приблизно 60 хвилин.
Механізм дії
Дослідження показують, що він зв’язується з ДНК, зокрема зі структурним доменом PW-WP у складі пептиду індоліцидину тринадцять-, який може обертатися навколо подвійної спіралі ДНК форми B-, підвищуючи її стабільність і пригнічуючи реплікацію та транскрипцію ДНК. Ця зв'язуюча здатність є вирішальною для його противірусної активності.
Імуномодулююча дія
Індоліцідиндоведено, що він посилює реакцію імунної системи, допомагаючи організму краще протистояти інфекціям і хворобам. Це пов’язано з його здатністю взаємодіяти з імунними клітинами та стимулювати їх створювати сильніший захист.
Цитокіни - це сигнальні молекули, які відіграють ключову роль в імунній регуляції. Він може впливати на виробництво цитокінів, таких як інтерлейкіни та хемокіни, які беруть участь в організації імунної відповіді.
Вроджені імунні клітини, такі як нейтрофіли, макрофаги та природні клітини-кілери (NK), є першою лінією захисту від інфекцій. Це може посилити активність цих клітин, роблячи їх більш ефективними у знищенні патогенів або націлюванні на аномальні клітини.
Хоча прямий вплив на адаптивний імунітет (відповіді Т- і В-клітин) широко не вивчено, його здатність модулювати вроджені імунні відповіді може опосередковано впливати на адаптивні імунні відповіді.
Окрім прямої протимікробної дії, він також виявляє проти-запальні властивості. Це важливо для запобігання надмірному запаленню, яке може завдати шкоди тканинам і органам. Регулюючи шляхи запалення, він сприяє підтримці імунного гомеостазу.
Остаточне рішення
Терапія при інфекційних захворюваннях
Завдяки посиленню імунної відповіді його можна використовувати як допоміжну терапію для підвищення ефективності антибіотиків або вакцин.
Лікування аутоімунних захворювань
Модулюючи імунну відповідь, він може бути корисним у лікуванні аутоімунних захворювань.
Терапія раку
Хоча прямі протипухлинні ефекти остаточно не продемонстровані, його імуномодулюючі властивості можна використати.
Індоліцідинце природний антимікробний пептид (АМФ), що складається з 13 амінокислот, спочатку виділений з бичачих нейтрофілів. Його унікальна структура триптофану (Trp) і проліну (Pro) надає йому широкий-спектр антибактеріальної, противірусної та протигрибкової активності, а також інгібіторну дію на деякі ракові клітини. Через його потенційну клінічну цінність, синтез і виробництво індоліцидину стали гарячою точкою досліджень. У цій статті буде детально розглянуто інформацію про виробництво з чотирьох аспектів: хімічний синтез, рекомбінантний експрес, оптимізація модифікації та проблеми у велико-виробництві.
Метод хімічного синтезу
Хімічний синтез є основним методом-великомасштабного виробництва індоліцидину в лабораторії, і він особливо підходить для досліджень структурних модифікацій.
Твердофазний пептидний синтез (SPPS)
принцип:На основі стратегій захисту Fmoc (флуоренметоксикарбоніл) або Boc (трет-бутоксикарбоніл) пептидні ланцюги поступово збираються на смолі.
Кроки:
Вибір смоли:Зазвичай використовуваними смолами є амідна смола Rink або Wang.
Зчеплення амінокислот:13 амінокислот з’єднані послідовно (послідовність: ILPWKWPWWPWRR-NH₂), а триптофан (W) потребує спеціального захисту (наприклад, Boc-Trp(Boc)-OH).
Нарізка та очищення:Пептидні ланцюги розрізають за допомогою трифтороцтової кислоти (TFA), а потім очищають за допомогою високо-рідинної хроматографії (HPLC) (чистота зазвичай > 95%).
Переваги:Висока гнучкість, що дозволяє вводити не-природні амінокислоти або модифікуючі групи.
Недолік:Висока вартість, не підходить для-великого виробництва.
Рідко{0}}синтез
Цей метод підходить для з'єднання коротких пептидних фрагментів, але рідше використовується для синтезу індоліцидину.
Рекомбінантний експрес-метод
Щоб зменшити витрати та досягти широкомасштабного-виробництва, дослідники спробували виробити індоліцидин шляхом рекомбінації мікробних або клітинних систем.
Прокаріотична експрес-система
Бактерії-господарі: Escherichia coli (E. coli) є найбільш часто використовуваним господарем, але необхідно вирішити такі проблеми:
Токсичність: індоліцидин має вбивчу дію на клітини господаря. Експрес-час необхідно суворо контролювати за допомогою індуцибельних промоторів (таких як T7 або araBAD). Розчинність: схильність до утворення тілець включення. Теги Fusion (такі як SUMO, Trx) необхідні для підвищення розчинності. Цільовий пептид може бути звільнений шляхом ферментативного розщеплення згодом. Оптимізація процесу: Експресія при низькій температурі (20-25 градусів) призводить до зменшення утворення тілець включення. Секреційний сигнальний пептид (такий як PelB) використовується для секреції пептиду в периплазматичний простір, тим самим зменшуючи внутрішньоклітинну токсичність.
Eukaryotic Express System
Дріжджова система (така як Pichia pastoris):
Перевага: здатність до пост-трансляційної модифікації, підходить для складних пептидів.
Проблема: індоліцидин може розщеплюватися дріжджовими протеазами, тому слід використовувати штам із-дефіцитом протеази.
Клітини ссавців: надто дорогі, призначені виключно для дослідницьких цілей.
Низхідна обробка
Руйнування та захоплення клітин. Клітини руйнуються за допомогою ультразвуку або гомогенізації під високим-тиском, а злитий білок очищається за допомогою афінної хроматографії.
Ферментативне розщеплення та очищення: використовуйте ентерокіназу або протеазу SUMO, щоб видалити мітки, а потім виконайте очищення -фазової ВЕРХ цільових пептидів.
Структурна модифікація та оптимізація
Природний індоліцидин виявляє гемолітичну токсичність і нестабільність протеїнази, тому потребує модифікації для покращення його ефективності.
Заміна амінокислот
Зниження токсичності: замініть Arg (R) гідрофобними амінокислотами (такими як Ala), зменшуючи взаємодію з клітинними мембранами ссавців.
Підвищення стабільності: додайте амінокислоти типу D- або білки стійкості до -амінокислот, щоб протистояти деградації протеази.
Ліпідізація/ПЕГілування
N-кінцеве ацетилювання або приєднання поліетиленгліколю (PEG) подовжує період напіврозпаду.
Гетеродипептидний дизайн
Злиття з іншими фрагментами AMP (такими як LL-37) для посилення активності або розширення антибактеріального спектру.
Проблеми великомасштабного-виробництва
Контроль витрат
Хімічний синтез: ціна за грам може сягати кількох тисяч доларів, що не підходить для клінічних потреб. Реорганізація експресу: для збільшення виробництва необхідно оптимізувати процес бродіння (наприклад, через культивування з високою -щільністю).
Контроль якості
Вимоги до чистоти: лікарські пептиди повинні відповідати стандартам FDA/EMA (домішки < 0,1%). Аналіз активності: мінімальна інгібуюча концентрація (MIC) і тест на гемоліз (HC₅₀) є ключовими показниками.
Правила та техніка безпеки
Необхідно провести доклінічні токсикологічні оцінки, особливо щодо імуногенності та тривалої -токсичності.
Перспективи на майбутнє
Безклітинний синтез: Швидке виробництво за допомогою системи трансляції in vitro, уникаючи токсичності для хазяїна. Доставка наноносіїв: Покращення націлювання шляхом поєднання ліпосом або полімерів.
Дизайн-за допомогою штучного інтелекту: передбачення ефективних і мало{1}}токсичних варіантів за допомогою машинного навчання.
Виробництвоіндоліцидинвимагає балансу між точністю хімічного синтезу та масштабованістю рекомбінантних експрес- і нанотехнологій), очікується, що його клінічне застосування буде сприятися.
FAQ
Індольцидин — це свого роду природний активний протимікробний пептид із чудовим -спектром антибактеріальної дії. Він може ефективно пригнічувати та знищувати різні грам-бактерії, грам-негативні бактерії та часткові грибки, а також має певну проти-запальну дію. Він може пригнічувати вивільнення факторів запалення, знімати місцеві запальні ураження та підтримувати стабільний фізіологічний стан організму.
Він має широке застосування в багатьох галузях промисловості. Його можна використовувати-як високоефективну антибактеріальну сировину для кормових добавок для тварин, щоб зменшити рівень зараження худоби та птиці. Крім того, його також можна застосовувати в щоденній хімічній антисептиці, біомедичних дослідженнях і продуктах зовнішнього догляду за шкірою, відіграючи безпечну та стабільну антибактеріальну та захисну роль.
На відміну від традиційних хімічних бактеріостатичних засобів, індольцидин відрізняється низьким ризиком резистентності до ліків і хорошою біосумісністю. Він швидко діє на патогенні мікроорганізми з помірною ефективністю, не пошкоджує нормальні клітини тканин, має гарну термостабільність і кислотно-лужну толерантність, що зручно для обробки сумішей і тривалого -зберігання в різних препаратах.
Популярні Мітки: indolicidin cas 140896-21-5, постачальники, виробники, фабрика, опт, купити, ціна, оптом, продаж