Schneider T、Kruse T、Wimmer R、Wiedemann I、Sass V、Pag U、Jansen A、Nielsen AK、Mygind PH、Raventós DS、Neve S、Ravn B、Bonvin AM、De Maria L、Andersen AS、Gammelgaard LK、Sahl HG、Kristensen HH.
“菌丝霉素:一种靶向细菌细胞壁前体 Lipid II 的真菌防御素”
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2010 年 6 月

通信作者地址:德国波恩,波恩大学医学微生物学、免疫学和寄生虫学研究所,药物微生物学部;邮编:D-53115。

摘要

宿主防御肽如防御素是固有免疫的成分,在整个进化过程中保留了抗生素活性。其活性被认为是由于两亲结构,后者能够结合并破坏微生物细胞质膜。与此相反,我们的研究表明,真菌防御素 plectasin 通过直接结合细菌细胞壁前体 Lipid II 发挥作用。广泛的遗传学和生物化学分析将细胞壁生物合成确定为 plectasin 靶向作用的途径。 细胞壁合成的体外分析将 Lipid II 确定为特定的细胞靶点。与此相一致,结合研究证实了 Lipid II 与胰高血糖素之间会形成一种等摩尔的化学计量复合物。此外,使用核磁共振波谱和计算机建模鉴定出 plectasin 涉及复合物形成的关键残基。

PMID: 20508130 [PubMed - 进行中]

 

Thomas Kruse、Bjarke Christensen、Dorotea Ravento´s、Allan K. Nielsen、Jesper D. Nielsen、Natasa Vukmirovic、Hans-Henrik Kristensen.
“大肠杆菌对 Novispirin G10 反应的转录谱”
2008 年 9 月26 日

摘要

我们使用一种新方法研究了大肠杆菌对 α-螺旋阳离子抗菌肽 Novispirin G10 的转录反应。结果发现,Novispirin G10 诱导大肠杆菌出现一种特殊的连贯转录反应,导致涉及渗透应激、酸休克、噬菌体休克和抗菌肽应答的基因上调,以及热休克应答基因的下调,例如 dnaJK、GroES 和 GroEL。这种转录模式表明 Novispirin G10 通过破坏细菌膜并可能通过靶向热休克应答发挥作用。使用荧光 LIVE/DEAD 分析直接监测 Novispirin G10 对大肠杆菌细胞的影响,结果证实这种肽确实靶向细菌膜。此外,与观察到的热休克转录反应相一致,我们发现热休克转录因子 σ32 在大肠杆菌中的过表达会导致对 Novispirin G10 的敏感性显著降低。

 

Thevissen, K.、Kristensen, H.-H.、Thomma, B.P.H.J.、Cammue, B.P.A.、François, I.E.J.A.
“抗真菌植物和昆虫防御素的治疗潜力”
《最新药物发现 (Drug Discovery Today)》,第 12 卷第 21-22 期,第 966-971 页。(2007)

摘要

植物和昆虫在很大程度上依靠产生各种抗真菌分子来抵御入侵的真菌病原体,包括抗菌肽如防御素。有趣的是,植物和昆虫防御素不仅对植物和昆虫病原体,而且对人类真菌病原体也显示出抗菌活性,包括念珠菌属和曲霉菌属。这篇综述重点讨论了这些防御素用于抗真菌治疗的新线索。它们的作用方式,包括与真菌特异性鞘脂的相互作用,以及成本效益生产所需的异源表达,是开发植物和昆虫防御素作为抗真菌剂的主要价值所在。评估其体内抗真菌效果的研究证明了其治疗潜力。© 2007 Elsevier Ltd. 保留所有权利。

 

Jacobsen, F.、Mohammadi-Tabrisi, A.、Hirsch, T.、Mittler, D.、Mygind, P.H.、Sonksen, C.P.、Raventos, D.、Kristensen, H.H.、Gatermann, S.、Lehnhardt, M.、Daigeler, A.、Steinau, H.U.、Steinstraesser, L。
“重组设计的宿主防御肽 P-Novispirin G10 在感染的猪皮肤全层创伤中的抗菌活性”
《抗菌化学疗法杂志 (Journal of Antimicrobial Chemotherapy)》,第 59 卷第 3 期,第 493-498 页。(2007)

摘要

目的:伤口愈合不良患者的日益增多和多重耐药菌的出现迫切需要进行伤口护理替代方案的研究。天然的宿主防御肽及其衍生物的抗菌活性可以作为现有伤口感染局部治疗选择的一种替代方案。因此,本研究旨在探讨 proline-Novispirin G10 (P-Novispirin G10) 在体外实验以及感染的猪钛伤口腔室模型中的抗菌活性。方法:在体外实验中,对新的衍生设计宿主防御肽 P-Novispirin G10 针对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌株的抗菌活性进行了测试。另外,测量了 P-Novispirin G10 和 Protegrin-1 的细胞毒性和溶血活性。对于体内研究,在 Göttinger 小型猪(n = 2,雌性,6 个月大,15-20 千克)的每侧胁腹各植入 6 个伤口腔室。在手术后 8 天,使用 5×108 个金黄色葡萄球菌接种 11 个伤口腔室,另一个伤口腔室保持未受感染作为系统对照。建立伤口感染后(接种后 4 天),使用 P-Novispirin G10、Protegrin-1 或载体对照对每个伤口腔室进行局部处理。每小时采集一次伤口液,共 3 小时。结果:与抗菌肽 Protegrin-1 相比,P-Novispirin G10 具有广谱抗菌活性以及中等溶血和细胞毒性。在感染的伤口腔室模型中,P-Novispirin G10 能够使细菌计数减少4 个数量级。结论:这意味着 P-Novispirin G10 可能成为未来抗菌伤口护理的替代品。然而,有必要进行更多的研究来进一步明确其临床应用和潜在的副作用。© The Author 2007. 由英国牛津大学出版社代表英国抗菌化学疗法学会出版。保留所有权利。

Taboureau, O.、Olsen, O.H.、Nielsen, J.D.、Raventos, D.、Mygind, P.H.、Kristensen, H.-H.
“通过定量构效关系设计 Novispirin 抗菌肽”
《化学生物学与药物设计 (Chemical Biology and Drug Design)》,第 68 卷第 1 期,第 48-57 页。(2006)

摘要

Novispirin G10 是一种旨在开发用作对抗多重耐药微生物的替代疗法的 α- 螺旋抗菌肽。为了进一步优化抗菌活性,构建了 58 种 Novispirin 类似物并用于建立定量构效关系模型。使用一组 69 个选定的分子描述符获得一个具有统计学显著意义的模型 (r2 = 0.73, q2 = 0.61)。其中,VolSurf 和带电部分表面积描述符起主导作用。模型分析表明,疏水性、两亲性和电荷是影响这组肽活性的最重要的特征。此外,通过分析由分子建模设计的一组 400 种 Novispirin 类似物来评估定量构效关系模型预测生物活性的能力。在这 400 种类似物中,在自杀表达系统中测试了 16 种具有较高预测抗菌活性的新型 Novispirin,发现其中约四分之三比母体 Novispirin G10 更有效。VolSurf 和带电部分表面积描述符的组合似乎能够有效描绘 Novispirin 与其靶点(据推测是微生物细胞膜)之间的相互作用。研究结果表明,建模和定量构效关系方法可以用于构建和/或优化抗菌肽的生物活性以进一步开发有效的抗生素疗法。© 2006 The Authors。

 

Wimmer, R.、Andersen, K.K.、Vad, B.、Davidsen, M.、Mølgaard, S.、Nesgaard, L.W.、Kristensen, H.H.、Otzen, D.E.
“抗菌肽 Novispirin 与洗涤剂以及脂质的多功能相互作用”
《生物化学 (Biochemistry)》,第 45 卷第 2 期,第 481-497 页。(2006)

摘要

Novispirin G-10 是从绵羊抗菌肽 N- 末端部分衍生的一种 18 个残基设计的阳离子肽。该衍生物对于细菌比母体肽更具特异性。我们分析了 Novispirin 与各种两性分子的相互作用,发现有各种各样的条件可以诱导 α- 螺旋结构。当囊泡含有 40-80% 的阴离子脂质时,脂质会诱导 Novispirin 出现最佳结构,而纯阴离子脂质囊泡则会诱导 Novispirin 聚集。SDS 在亚胶束浓度下也可与 Novispirin 形成聚集体,但在临界胶束浓度 (cmc) 以上会诱导出 α- 螺旋结构。两种类型的聚集体均含有大量 β- 折叠结构,突出了肽的结构多样性。阳离子洗涤剂 LTAC 对阳离子肽具有相对较强的亲和力,尽管这种肽在生理 pH 下的净正电荷为 +7,并且完全没有带负电荷的侧链。两性离子和非离子洗涤剂可在数百毫摩尔洗浓度下诱导 Novispirin 出现 α- 螺旋结构。我们已经通过 NMR 解析了在 SDS 和 LTAB 中的肽结构,并且发现与在 TFE 中的结构相比存在细微差异,这要归因于与两亲环境的相互作用。Novispirin 主要掩藏在 SDS 胶束中,但不进入 LTAC 胶束,而是仅在表面结合与非结合 Novispirin 之间形成动态平衡。因此,尽管 Novispirin 与两亲体结合并形成 α- 螺旋结构的能力对两亲环境的静电学敏感,但静电排斥可被相对较高的洗涤剂浓度或通过去质子化单个关键侧链消除。这强调了阳离子抗菌肽与两亲体相互作用的多样性。© 2006 美国化学学会。

 

Mygind, P.H.、Fischer, R.L.、Schnorr, K.M.、Hansen, M.T.、Sönksen, C.P.、Ludvigsen, S.、Raventós, D.、Buskov, S.、Christensen, B., De Maria, L.、Taboureau, O.、Yaver, D.、Elvig-Jørgensen, S.G.、Sørensen, M.V.、Christensen, B.E.、Kjærulff, S.、Frimodt-Moller, N.、Lehrer, R.I.、Zasloff, M.、Kristensen, H.-H.
“菌丝霉素:一种来自腐生真菌的具有治疗潜力的肽类抗生素”
《自然 (Nature)》,第 437 卷第 7061 期,第 975-980 页。(2005)

摘要

动物和高等植物会表达称为防御素的内源性肽类抗生素。这些富含半胱氨酸的肽能够有效对抗细菌、真菌和病毒。本文描述了从一种真菌 -腐生子囊菌 Pseudoplectania Nigrella 中分离的第一种防御素,名为菌丝霉素。Plectasin 的一级、二级和三级结构与在蜘蛛、蝎子、蜻蜓和贻贝中发现的防御素非常相似。以商业可行的极高产率和纯度生产重组 plectasin。体外实验显示,这种重组肽对肺炎链球菌特别有效,包括对常规抗生素耐药的菌株。Plectasin 在小鼠中表现出极低的毒性,在治愈由肺炎链球菌引起的实验性腹膜炎和肺炎方面与万古霉素和青霉素一样有效。这些发现认定真菌是抗菌防御素的一个新来源,并证实了 plectasin 的治疗潜力。研究结果还提示,昆虫、软体动物和真菌的防御素来自一个共同的祖先基因。© 2005 Nature Publishing Group.

 

Song, Z.、Wu, H.、Mygind, P.、Raventos, D.、Sonksen, G.、Kristensen, H.-H.、Høiby, N.
“Novispirin G10 气管内给药对黏液型铜绿假单胞菌肺部感染大鼠模型的影响”
《抗微生物制剂与化学疗法 (Antimicrobial Agents and Chemotherapy)》,第 49 卷第 9 期,第 3868-3874 页。(2005)

摘要

慢性铜绿假单胞菌肺部感染是囊性纤维化 (CF) 患者面临的一个主要问题。病原体的生物膜生长模式使其对抗生素治疗具有高度抗性,这在粘液型菌株中尤其明显。这项研究在粘液型铜绿假单胞菌肺部感染大鼠模型中对一种模仿绵羊骨髓抗菌肽 29 的合成抗菌肽 Novispirin G10 进行了测试。将铜绿假单胞菌 NH57388A(一种从 CF 患者中分离出的黏液型菌株)与细菌本身产生的藻酸盐混合,并调节至 1010 CFU/ml 的浓度。每只大鼠通过气管将 109 CFU 的细菌注入左肺以建立肺部感染。在铜绿假单胞菌感染后 0 和 3 小时,处理组大鼠气管内接受 Novispirin G10(0.1 mg/ml,0.1 ml/只),而对照组仅接受赋形剂处理。在激发后第 3 天、第 5 天、第 7 天和第 10 天处死动物以评估各种参数。在第 5 天,处理组有 50% 的大鼠肺内细菌已经清除,而对照组无一只大鼠清除了病原体 (P < 0.03)。在第 3 天和第 5 天,治疗组大鼠肺内残留的平均细菌负荷分别比对照组低 170 和 330 倍以上(P <0.0005 和 P <0.0003)。与对照组相比,治疗组肺部的肉眼和显微镜病理学改变也显著更加轻微 (P < 0.0002)。治疗组的肺部细胞因子应答显著低于对照组。结果提示,Novispirin G10 可能有助于治疗抗生素耐药性铜绿假单胞菌肺部感染。© 2005 美国微生物学会版权所有。保留所有权利。

 

Raventós, D.、Taboureau, O.、Mygind, P.H.、Nielsen, J.D.、Sonksen, C.P.、Kristensen, H.-H.
“改进自然防御:抗菌肽的优化和高通量筛选”
《组合化学与高通量药物筛选 (Combinatorial Chemistry and High Throughput Screening)》,第 8 卷第 3 期,第 219-233 页。(2005)

摘要

抗菌肽 (AMP) 在自然界中普遍存在,它们在宿主防御和微生物控制中发挥重要作用。尽管其天然性、抗菌谱和效力,但迄今为止已进入药物开发阶段的领先候选肽都已经通过理论或半理论方法进一步优化。近年来,已经开发出几种高通量筛选 (HTS) 系统来专门解决 AMP 的优化。这包括一系列计算机模拟系统和基于细胞的体内系统。计算机筛选系统包括几种计算方法,如定量结构/活性关系 (QSAR) 以及模拟肽/膜相互作用的模拟方法。体内系统可分为顺式作用和反式作用筛选系统。严格的顺式作用筛选通过证明 AMP 对生产细胞发挥抗菌作用,允许对数百万或甚至数十亿种主要候选肽的基本抗菌或膜干扰活性进行筛选。反式作用筛选通过证明 AMP 从生产细胞中分泌或主动释放并与不同于生产细胞的细胞发生相互作用,允许在更复杂以及与应用相关的条件下进行筛选。这篇综述描述了 HTS 系统在 AMP 方面的应用,并列出了这些系统的优点以及局限性。©2005 Bentham Science Publishers Ltd.

 

Ezra, D.、Castillo, U.F.、Strobel, G.A.、Hess, W.M.、Porter, H.、Jensen, J.B.、Condron, M.A.M.、Teplow, D.B.、Sears, J.、Maranta, M.、Hunter, M.、Weber, B.、Yaver, D.
“Coronamycin:一种由龟背竹属植物上的内生轮生链霉菌 (MSU-2110) 产生的肽类抗生素”
《微生物学 (Microbiology)》,第 150 卷第 4 期,第 785-793 页。(2004)

摘要

Coronamycin 是一种新型肽类抗生素复合物,具有抗 pythiaceous 真菌和人体真菌病原体新型隐球菌的活性。 对疟疾寄生虫恶性疟原虫也具有活性,其 IC50 为 9.0 ng/ml。Coronamycin 由轮生链霉菌产生,后者是从在秘鲁亚马逊上游玛努地区发现的一种龟背竹属附生藤中分离出的一种内生菌 。对该内生菌在硅胶上的发酵液进行活性追踪分离和 HPLC 层析得到了两种主要的不可分离肽,相对分子质量分别为 1217.9 和 1203.8 Da。在制剂中还存在其他三种次要但相关的组分。 对 Coronamycin 进行的氨基酸分析显示,组分 1、组分 2、蛋氨酸、酪氨酸和亮氨酸残基的比例为 2: 2: 1: 1: 3。这种内生链霉菌还会产生其他具有抗真菌活性的化合物。© 2004 SGM.

 

Per H. Mygind、Rikke L. Fischer、Kirk M. Schnorr、Mogens T. Hansen、Carsten P. S"nksen、Svend Ludvigsen、Dorotea Raventøs、Steen Buskov、Bjarke Christensen、Leonardo De Maria、Olivier Taboureau、Debbie Yaver、Signe G. Elvig-Jørgensen、Marianne V. Sørensen、Bjørn E. Christensen、Søren Kjærulff、Niels Frimodt-Moller、Robert I. Lehrer、Michael Zasloff、Hans-Henrik Kristensen.
“Plectasin:一种来自腐生真菌的具有治疗潜力的肽类抗生素”
《自然 (Nature)》,第 437 卷,第 975-980 页(2005 年 10 月 13 日)

摘要

动物和高等植物会表达称为防御素的内源性肽类抗生素。这些富含半胱氨酸的肽能够有效对抗细菌、真菌和病毒。本文描述了从一种真菌 -腐生子囊菌 Pseudoplectania Nigrella 中分离的第一种防御素,名为菌丝霉素。Plectasin 的一级、二级和三级结构与在蜘蛛、蝎子、蜻蜓和贻贝中发现的防御素非常相似。以商业可行的极高产率和纯度生产重组 plectasin。体外实验显示,这种重组肽对肺炎链球菌特别有效,包括对常规抗生素耐药的菌株。Plectasin 在小鼠中表现出极低的毒性,在治愈由肺炎链球菌引起的实验性腹膜炎和肺炎方面与万古霉素和青霉素一样有效。这些发现认定真菌是抗菌防御素的一个新来源,并证实了 plectasin 的治疗潜力。研究结果还提示,昆虫、软体动物和真菌的防御素来自一个共同的祖先基因。

 

Song ZJ、Wu H、Mygind P、Raventos D、Sonksen C、Kristensen HH、Hoiby N.
“Novispirin G10 气管内给药对黏液型铜绿假单胞菌肺部感染大鼠模型的影响”
《抗微生物制剂和化学疗法 (Antimicrobial Agents and Chemotherapy)》,第 49 卷第 9 期,第 3868-3874 页 (2005)

摘要

慢性铜绿假单胞菌肺部感染是囊性纤维化 (CF) 患者面临的一个主要问题。病原体的生物膜生长模式使其对抗生素治疗具有高度抗性,这在粘液型菌株中尤其明显。这项研究在粘液型铜绿假单胞菌肺部感染大鼠模型中对一种模仿绵羊骨髓抗菌肽 29 的合成抗菌肽 Novispirin G10 进行了测试。将铜绿假单胞菌 NH57388A(一种从 CF 患者中分离出的黏液型菌株)与细菌本身产生的藻酸盐混合,并调节至 10(10) CFU/ml 的浓度。每只大鼠通过气管将 10(9) CFU 的细菌注入左肺以建立肺部感染。在铜绿假单胞菌感染后 0 和 3 小时,处理组大鼠气管内接受 Novispirin G10(0.1 mg/ml,0.1 ml/只),而对照组仅接受赋形剂处理。在激发后第 3 天、第 5 天、第 7 天和第 10 天处死动物以评估各种参数。在第 5 天,处理组有 50% 的大鼠肺内细菌已经清除,而对照组无一只大鼠清除了病原体 (P < 0.03)。在第 3 天和第 5 天,治疗组大鼠肺内残留的平均细菌负荷分别比对照组低 170 和 330 倍以上(P <0.0005 和 P <0.0003)。与对照组相比,治疗组肺部的肉眼和显微镜病理学改变也显著更加轻微 (P < 0.0002)。治疗组的肺部细胞因子应答显著低于对照组。结果提示,Novispirin G10 可能有助于治疗抗生素耐药性铜绿假单胞菌肺部感染。

 

Raventos D、Taboureau O、Mygind PH、Nielsen JD、Sonksen CP、Kristensen HH.
“改进自然防御:抗菌肽的优化和高通量筛选”
《组合化学与高通量筛选 (Combinatorial Chemistry and High Throughput Screening)》,第 8 卷第 3 期,第 219-233 页 (2005)

摘要

抗菌肽 (AMP) 在自然界中普遍存在,它们在宿主防御和微生物控制中发挥重要作用。尽管其天然性、抗菌谱和效力,但迄今为止已进入药物开发阶段的领先候选肽都已经通过理论或半理论方法进一步优化。近年来,已经开发出几种高通量筛选 (HTS) 系统来专门解决 AMP 的优化。这包括一系列计算机模拟系统和基于细胞的体内系统。计算机筛选系统包括几种计算方法,如定量结构/活性关系 (QSAR) 以及模拟肽/膜相互作用的模拟方法。体内系统可分为顺式作用和反式作用筛选系统。严格的顺式作用筛选通过证明 AMP 对生产细胞发挥抗菌作用,允许对数百万或甚至数十亿种主要候选肽的基本抗菌或膜干扰活性进行筛选。反式作用筛选通过证明 AMP 从生产细胞中分泌或主动释放并与不同于生产细胞的细胞发生相互作用,允许在更复杂以及与应用相关的条件下进行筛选。这篇综述描述了 HTS 系统在 AMP 方面的应用,并列出了这些系统的优点以及局限性。