آنتی بیوتیک ها و پپتید ضد میکروبی جایگزین
آنتی بیوتیک ها و پپتید ضد میکروبی جایگزین

آنتی بیوتیک ها و پپتید ضد میکروبی جایگزین

امروزه مصرف بی رویه از آنتی بیوتیک ها در پیشگیری از بیماری ها و همچنین استفاده مرسوم به عنوان محرک رشد در تولید فرآورده های دامی باعث ایجاد باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک در انسان شده است. طوری که در سال ۲۰۱۰ چیزی حدود ۶۳۱۵۱ تن آنتی بیوتیک در خوراک دام مصرف شده است (وانگ و همکاران، ۲۰۱۶).

 آنتی بیوتیک ها تعادل میان جمعیت های هم غذا را به هم می ریزند و منجر به کاهش یا دگرگونی ارتباط بین میکروفلور روده و موکوس سطح روده می شوند و اختلالاتی که اثرات طولانی مدت دارند.

از جمله افزایش قابلیت عفونت ها، گسترش آلرژی ها، عامل مستعد گسترش سندرم متابولیک را ایجاد می کنند (بکاتینی و همکاران، ۲۰۱۶).

آنتی بیوتیک ها تنها راه حل برای پیشگیری عفونت ها نیستند.

لذا محققین را بر این داشتند که به دنبال بهبود عملکرد آنتی بیوتیک های کنونی با روشی جایگزین باهدف گیری دقیق تری در آینده باشند.

یکی از این روش های جایگزین و موردعلاقه محققین، استفاده از ترکیبات ضد میکروبی (AMP) هست که در چند دهه اخیر مطالعات زیادی را به خود اختصاص دادند.

پپتید ضد میکروبی (Antimicrobial peptides)

پپتیدها مولکولهایی حاوی ۲ تا ۵۰ اسید آمینه هستند که توسط پیوند پپتیدی بین اتم نیتروژن یک اسید آمینه و گروه کربوکسیل اسید آمینه دیگر به هم متصل شده اند.

 پروتئین ها و پپتیدها به طور کلی در زیست شناسی مطرح هستند و در طیف گسترده ای از عملکردهای سلولی و فیزیولوژیکی در گیرند که گاهی اوقات ساختارهایی بسیار پیچیده دارند.

همچنین قادرند رونوشت های مختلفی بسته به محیط زیست خود ایجاد کنند.

بیشتر بدانید: گسترش پپتیدهای ضد میکروبی در پیشگیری از مقاومت آنتی بیوتیکی

پپتید ضد میکروبی (AMPS) یک زیرمجموعه ویژه از پپتید تکاملی محافظ هستند که نقش مهمی در مکانیسم های دفاعی موجودات متعدد ایفا می کنند.

تفکیک غذا و دارو کلید خورد

در باکتری ها، گیاهان، حشرات و مهره داران یافت می شوند.

در حال حاضر، تقریبا بیش از ۲۰۰۰  AMP در هر گونه ارگانیسم یوکاریوتی یافت شده است.

به طور خاص، در انسان، فعالیت AMP اولین بار در دهه های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ یافت شد، زمانی که نشان داده شد پروتئین های کاتیونی در نوتروفیل مسئول قابلیت کشتن باکتری ها از طریق مکانیزم های مستقل از اکسیژن بودند (کاستا و همکاران، ۲۰۱۵).

پپتید ضد میکروبی بر اساس ساختارشان به چهار گروه عمده طبقه بندی می شوند:

پپتید آمفی پاتیک با ساختار مارپیچ  α ، پپتیدهای دارای ساختار صفحه- β ، پپتیدهای دارای مارپیچ تند یا حلقه و درنهایت پپتیدهای طویل (کاستا و همکاران، ۲۰۱۵).

در میان این گروه از پپتیدها، پپتیدهای دارای ساختار مارپیچ α- و صفحه – β بیشترین فراوانی را دارند.

به طور کلی، AMP بار خالص مثبت (کاتیونی) دارد و نسبت بالایی از باقیماندهاش آب گریز است که اجازه می دهد تا AMP به صورت انتخابی به غشاء میکروبی بار منفی اتصال یابد و در نهایت باعث می شود یکپارچگی سد سیتوپلاسم باکتری در ادامه جذب اولیه AMP از بین برود.

آنتی بیوتیک ها و پپتید ضد میکروبی جایگزین
آنتی بیوتیک ها تنها راه حل برای پیشگیری عفونت ها نیستند.

تعامل خاص AMP با غشای باکتریایی در نهایت به نشت محتویات سلول می انجامد.

اگرچه این تعامل به احتمال زیاد برای فعالیت ضد میکروبی AMP ضروری است (بهار و رن، ۲۰۱۳).

مکانیزم های مختلفی برای توضیح نحوهی عمل پپتید ضد میکروبی شرح داده شده است.

بار مثبت AMP عامل اصلی در اتصال این ترکیب با لیپوپلی ساکارید آنیونی و فسفولیپیدهای موجود در غشاء باکتری هست.

در نتیجه این نوع اتصال تغییراتی در کشش سطحی و ساختار غشاء سلولی باکتری ایجاد خواهد شد (سیلوا و همکاران، ۲۰۱۶ ).

سه مدل اصلی بیشتر مطرح شده است که بسته به حالت پیوستن پپتید به سطح غشاء باکتری دارد:

۱- در مدل «فرشی» پپتید در راستای موازی سطح غشاء، تشکیل یک لایه گسترده (فرش) را میدهد که در نهایت کشش سطحی غشاء به یک نقطه، باعث اختلال در پایداری غشاء خواهد شد.

نگرانی از شیوع تب مالت در خراسان شمالی

 ۲- در مدل «بشکه شیار»، پپتید به عنوان (شیار) در یک حلقه بشکه مانند در داخل غشاء قرار می گیرد و تشکیل منافذی با سطوح آب گریز خود پایداری غشاء را از بین خواهد برد.

بیشتر بدانید: پروتئین میکروبی در تغذیه گاو چه اهمیتی دارد؟

 ۳- در مدل «منافذ حلقوی»، پپتیدهای متصل شده به غشای سلولی درون لیپید غشاء جای گرفته بدین نحو که تک رشته لیپید خم شده شبیه منافذ می شود، به طوری که گروه سر هر دو پپتید و چربی به سمت مرکز منافذ هست (سیلوا و همکاران، ۲۰۱۶).

در همه مدل های قبلی القاء کشتن باکتری از طریق اختلال غشاء بوده است، با این حال، AMP می تواند فرآیندهای کلیدی درون سلولی را بدون اینکه لزوما در غشاء و فرآیندهای غشایی اخلال ایجاد شود هدف قرار دهد و منجر به مرگ باکتری شود.

چنین فرایندهایی شامل انسداد سنتز RNA مهار آنزیم های ضروری برای اتصال پروتئین های ساختاری به دیواره سلولی، مهار عملکرد ریبوزوم و سنتز پروتئینه مسدود کردن چاپرون های پروتئینی ضروری برای تاشدگی پروتئین، مهار تنفس سلولی و تخریب غشاء متیوکندری و انتشار ATP و NADH به خارج است (کاستا و همکاران، ۲۰۱۵).


میترا مزینانی / دانشجوی کارشناسی ارشد ژنتیک و اصلاح نژاد دانشگاه فردوسی مشهد
فصلنامه علمی – تخصصی رویان / سال چهارم / شماره پانزدهم / بهار۹۷
منبع: دامیران
نویسنده: میترا مزینانی
لینک کوتاه مقاله: daamiran.com/?p=7530
برای ورود به بانک مقالات دامیران کلیک کنید
آنتی بیوتیک ها و پپتید ضد میکروبی جایگزین

اشتراک گذاری

امتیاز شما به این مطلب

منبع:

برای کپی کلیک کنید

دیدگاهتان را بنویسید