Indolicidiner et kort peptid med antibakteriel aktivitet, der tilhører en type naturligt antimikrobielt peptid. Sammensat af 13 aminosyrerester er disse aminosyrer bundet sammen gennem peptidbindinger for at danne en kompakt peptidkæde. I opløsning præsenterer det en spiralformet konformation, der letter dets interaktion med andre molekyler eller cellulære strukturer. På grund af dens specifikke aminosyresammensætning og sekvens kan den selektivt binde til mål i organismer og derved udøve sin antibakterielle aktivitet.
Under passende forhold kan den opretholde stabiliteten af sin struktur og aktivitet. Men ved højere temperaturer kan dets peptidbindinger blive forstyrret, hvilket fører til strukturelle ændringer og tab af aktivitet. Derfor er det i forskning og anvendelse nødvendigt at kontrollere den eksperimentelle temperatur for at sikre dens stabilitet og aktivitet. Som et naturligt antimikrobielt peptid har det forskellige funktioner såsom antibakteriel, immunregulering, anti-tumor og antiviral.
Tilpassede flaskehætter og propper
|
|
|
Indolicidin COA
|
Kemisk formel |
C100H132N26O13 |
|
Præcis masse |
1905 |
|
Molekylvægt |
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%) |
|
Elementær analyse |
C, 63.01; H, 6.98; N, 19.10; O, 10.91 |
antibakteriel aktivitet
Indolicidinudviser bredspektret-antibakteriel aktivitet mod en lang række mikroorganismer, herunder forskellige aerobe gram-negative bakterier, gram-positive bakterier og svampe. Dette brede aktivitetsspektrum gør det til en lovende kandidat til antimikrobiel terapi.
Membranpermeabilisering
Den unikke kemiske struktur, rig på tryptofanrester og med en amideret carboxylterminal, gør det muligt for den at trænge ind i bakterielle cellemembraner og forstyrre deres integritet. Dette fører til udstrømning af bakterieindhold, hvilket i sidste ende resulterer i bakteriel død.
DNA-binding og inhibering af replikation
Undersøgelser har vist, at det kan binde til dobbelt-spiralformet DNA, hvilket muligvis hæmmer et stort antal enzymer relateret til DNA-behandling. Specifikt er PW-WP-strukturmotivet i midten af det tretten-peptid et særligt strukturelt element, der kan omslutte B--formens DNA-dobbelthelix, hvilket øger dets stabilitet og hæmmer DNA-replikation og transkription.
In vitro-eksperimenter har vist dens høje bakteriedræbende evne med næsten-fuldstændig drab af almindelige patogene stammer såsom Escherichia coli og Staphylococcus aureus. Denne effektivitet fremhæver dets potentiale som et antimikrobielt middel.
Begrænsninger & derivatudvikling
På trods af dens betydelige antibakterielle aktivitet er den kliniske anvendelse begrænset på grund af dens cytotoksicitet over for røde blodlegemer, som let kan forårsage hæmolyse.
Derudover kan dets høje affinitet for binding til overfladelipopolysaccharider, mens det bidrager til dets antibakterielle virkning, også føre til udvikling af lægemiddelresistens hos visse patogener.
For at overvinde disse begrænsninger har forskere udviklet forskellige derivater og analoger.
For eksempel er Indolicidinacetat og Indolicidin TFA derivater opnået gennem kemisk modifikation, som opretholder antibakteriel aktivitet, samtidig med at de reducerer toksicitet for røde blodlegemer. Ydermere har nogle undersøgelser forsøgt at forbedre det antibakterielle spektrum og reducere cytotoksicitet ved at ændre aminosyresekvensen, såsom X-indolicidin, som er dannet ved, at aminokædens to ringer oxideres af den samme indole-kæde, og som er dannet af den samme syresekvens. og antibakteriel aktivitet, mens den er resistent over for proteaser.
Antivirale virkninger
Indolicidindemonstrerer også antivirale egenskaber, især mod visse vira såsom HIV-1 og herpes simplex-virus. Dens antivirale mekanisme er noget anderledes end dens svampedræbende virkning. Undersøgelser har vist, at det direkte kan binde til DNA, der forstyrrer dannelsen af integrase-DNA-komplekser i stedet for at binde til selve integrasen. Denne binding kan hæmme en række enzymer associeret med DNA-behandling og dermed hæmme viral replikation.
HIV-1 hæmning
Det har vist sig at hæmme HIV-1-replikation effektivt. Den nødvendige antivirale koncentration er højere end for antibakterielle og svampedræbende aktiviteter.
For eksempel kan en koncentration på 333 ug/ml hæmme HIV-1, med en IC50-værdi på mellem 67 og 100 ug/ml ved 37 grader. Eksponering for det i 5 minutter ved 37 grader kan hæmme 50 % af HIV-virusreplikationen, mens fuldstændig antiviral aktivitet kræver cirka 60 minutter.
Virkningsmekanisme
Forskning tyder på, at det binder til DNA, specifikt PW-WP strukturelle domæne i indolicidin thirteen-peptidet, som kan omvikle B--formens DNA-dobbelthelix, hvilket øger dets stabilitet og hæmmer DNA-replikation og transkription. Denne bindingsevne er afgørende for dens antivirale aktivitet.
Immunmodulerende virkninger
Indolicidinhar vist sig at forstærke immunsystemets reaktion, hvilket hjælper kroppen med bedre at modstå infektioner og sygdomme. Dette tilskrives dets evne til at interagere med immunceller og stimulere dem til at opbygge et stærkere forsvar.
Cytokiner er signalmolekyler, der spiller en central rolle i immunregulering. Det kan påvirke produktionen af cytokiner, såsom interleukiner og kemokiner, som er involveret i orkestrering af immunresponser.
Medfødte immunceller, såsom neutrofiler, makrofager og naturlige dræberceller (NK), er den første forsvarslinje mod infektioner. Det kan øge aktiviteten af disse celler, hvilket gør dem mere effektive til at dræbe patogener eller målrette mod unormale celler.
Selvom de direkte virkninger på adaptiv immunitet (T- og B-celleresponser) ikke er blevet grundigt undersøgt, kan dens evne til at modulere medfødte immunresponser indirekte påvirke adaptive immunresponser.
Ud over dets direkte antimikrobielle aktivitet udviser det også anti-inflammatoriske egenskaber. Dette er vigtigt for at forhindre overdreven inflammation, som kan være skadelig for væv og organer. Ved at regulere inflammatoriske veje bidrager det til at opretholde immunhomeostase.
Endelig løsning
Terapi ved infektionssygdomme
Ved at forstærke immunresponset kan det bruges som en adjuverende terapi for at forbedre effektiviteten af antibiotika eller vacciner.
Behandling af autoimmune sygdomme
Ved at modulere immunresponser kan det være nyttigt i behandlingen af autoimmune sygdomme.
Kræftterapi
Selvom direkte antitumoreffekter ikke er blevet endeligt påvist, kunne dens immunmodulerende egenskaber udnyttes.
Indolicidiner et naturligt antimikrobielt peptid (AMP) sammensat af 13 aminosyrer, oprindeligt isoleret fra bovine neutrofiler. Dens unikke tryptofan (Trp) og prolin (Pro) struktur giver den bred-antibakteriel, antiviral og svampedræbende aktivitet samt hæmmende virkninger på nogle kræftceller. På grund af dets potentielle kliniske anvendelsesværdi er syntesen og produktionen af Indolicidin blevet et forskningshotspot. Denne artikel vil uddybe produktionsoplysningerne ud fra fire aspekter: kemisk syntese, rekombinant ekspres, modifikationsoptimering og udfordringer i stor-produktion.
Kemisk syntesemetode
Kemisk syntese er hovedmetoden til stor-produktion af indolicidin i laboratoriet, og den er særligt velegnet til strukturelle modifikationsundersøgelser.
Fastfase peptidsyntese (SPPS)
Princip:Baseret på beskyttelsesstrategierne Fmoc (fluorenmethoxycarbonyl) eller Boc (tert-butoxycarbonyl) samles peptidkæder gradvist på harpiksen.
Trin:
Valg af harpiks:Almindeligt anvendte harpikser er Rink-amidharpiks eller Wang-harpiks.
Aminosyrekobling:13 aminosyrer er forbundet i rækkefølge (sekvens: ILPWKWPWWPWRR-NH₂), og tryptophan (W) kræver særlig beskyttelse (såsom Boc-Trp(Boc)-OH).
Skæring og rensning:Peptidkæderne skæres ved hjælp af trifluoreddikesyre (TFA) og renses derefter ved høj-væskekromatografi (HPLC) (renheden er normalt > 95%).
Fordele:Høj fleksibilitet, der tillader introduktion af ikke-naturlige aminosyrer eller modificerende grupper.
Ulempe:Høje omkostninger, ikke egnet til stor-produktion.
Flydende-fasesyntese
Denne metode er velegnet til forbindelse af korte peptidfragmenter, men den er mindre almindeligt anvendt til syntese af indolicidin.
Rekombinant ekspresmetode
For at reducere omkostningerne og opnå stor-produktion har forskere forsøgt at udtrykke indolicidin gennem mikrobiel eller cellulære systemrekombination.
Prokaryot Express System
Værtsbakterier: Escherichia coli (E. coli) er den mest brugte vært, men følgende problemer skal løses:
Toksicitet: Indolicidin har en dræbende effekt på værtsceller. Den udtrykkelige timing skal kontrolleres strengt ved hjælp af inducerbare promotorer (såsom T7 eller araBAD). Opløselighed: Tilbøjelig til at danne inklusionslegemer. Fusionsmærker (såsom SUMO, Trx) er nødvendige for at øge opløseligheden. Målpeptidet kan frigives gennem enzymatisk spaltning efterfølgende.Procesoptimering:Ekspression ved lav temperatur (20-25 grader) fører til en reduktion i dannelsen af inklusionslegemer.Sekretionssignalpeptidet (såsom PelB) bruges til at udskille peptidet i det periplasmatiske rum og derved reducere den intracellulære toksicitet.
Eukaryot Express System
Gærsystem (såsom Pichia pastoris):
Fordel: I stand til post-translationel modifikation, velegnet til komplekse peptider.
Udfordring: Indolicidin kan nedbrydes af gærproteaser, så en protease--manglende stamme skal bruges.
Pattedyrceller: Alt for dyre, udelukkende beregnet til forskningsformål.
Nedstrøms behandling
Celleafbrydelse og -indfangning: Celler afbrydes ved hjælp af ultralyd eller højtrykshomogenisering, og fusionsproteinet oprenses ved affinitetschromatografi.
Enzymatisk spaltning og oprensning: Brug enterokinase eller SUMO-protease til at fjerne tags, og udfør derefter omvendt-fase HPLC-oprensning af målpeptiderne.
Strukturel ændring og optimering
Det naturlige indolicidin udviser hæmolytisk toksicitet og proteinase-ustabilitet og kræver derfor modifikation for at forbedre dets ydeevne.
Aminosyresubstitution
Reducer toksicitet: Erstat Arg (R) med hydrofobe aminosyrer (såsom Ala), hvilket reducerer interaktionen med pattedyrs cellemembraner.
Forbedre stabiliteten: Introducer D--type aminosyrer eller -aminosyreresistensproteiner for at modstå proteasenedbrydning.
Lipidering/PEGylering
N-terminal acetylering eller vedhæftning af polyethylenglycol (PEG) forlænger halveringstiden-.
Heterodipeptid design
Fusion med andre AMP-fragmenter (såsom LL-37) for at øge aktiviteten eller udvide det antibakterielle spektrum.
Udfordringer ved stor-produktion
Omkostningskontrol
Kemisk syntese: Omkostningerne pr. gram kan nå op på flere tusinde dollars, hvilket ikke er egnet til kliniske behov. Omorganisering af ekspres: Fermenteringsprocessen skal optimeres (såsom gennem dyrkning med høj-densitet) for at øge produktionen.
Kvalitetskontrol
Renhedskrav: De medicinske peptider skal overholde FDA/EMA-standarderne (urenheder < 0,1%). Aktivitetsanalyse: Den minimale hæmmende koncentration (MIC) og hæmolysetest (HC₅₀) er nøgleindikatorerne.
Forskrifter og sikkerhed
Det er nødvendigt at udføre prækliniske toksikologiske evalueringer, især for immunogenicitet og langtidstoksicitet.
Fremtidsudsigt
Celle-fri syntese: Producerer hurtigt ved hjælp af et in vitro-translationssystem, undgår værtstoksicitet. Nanocarrier-levering: Forbedrer målretning ved at kombinere liposomer eller polymerer.
AI-assisteret design: Forudsigelse af effektive og lave-toksiske varianter gennem maskinlæring.
Produktionen afindolicidinkræver en balance mellem præcisionen af kemisk syntese og skalerbarheden af rekombinant ekspres- og nanoteknologi), forventes dens kliniske anvendelse at blive fremmet.
FAQ
Indolcidin er en slags naturligt aktivt antimikrobielt peptid med fremragende bredspektret- antibakteriel aktivitet. Det kan effektivt hæmme og eliminere forskellige gram-positive bakterier, gram-negative bakterier og delvise svampe og har også visse anti-inflammatoriske virkninger. Det kan undertrykke frigivelsen af inflammatoriske faktorer, lindre lokale inflammatoriske læsioner og opretholde en stabil fysiologisk tilstand af organismer.
Det har rig anvendelsesværdi i flere industrier. Det kan bruges som-højeffektivt antibakterielt råmateriale til dyrefodertilsætningsstoffer for at reducere infektionsraten for husdyr og fjerkræ. Derudover kan det også anvendes i daglig kemisk antisepsis, biomedicinsk forskning og hudplejeprodukter, der spiller en sikker og stabil antibakteriel og beskyttende rolle.
Til forskel fra traditionelle kemiske bakteriostatiske midler har Indolcidin lav risiko for lægemiddelresistens og god biokompatibilitet. Det virker hurtigt på patogene mikroorganismer med mild effekt, vil ikke let beskadige normale vævsceller og har en god termisk stabilitet og syre-basetolerance, hvilket er praktisk til formuleringsbehandling og langtidsopbevaring i forskellige præparater.
Populære tags: indolicidin cas 140896-21-5, leverandører, producenter, fabrik, engros, køb, pris, bulk, til salg