پپتیدهای ضد میکروبی
پپتیدهای ضد میکروبی

پپتیدهای ضد میکروبی

پپتیدهای ضد میکروبی (AMPs) ، مولکول هایی با فعالیت های گسترده هستند که توسط بسیاری از بافت های حیوانات، گیاهان و بی مهرگان، ترشح می شوند .

جزء ترکیبات مهم سیستم ایمنی ذاتی و اکتسابی انسان و حیوانات محسوب میشوند .

در اولین خط دفاعی میزبان بر ضد تهاجم میکروارگانیسم ها حضور دارند.

این ترکیبات در انسان به وسیله گرانولوسیت هاء  ماکروفاژها و بسیاری از سلول های اپی تلیال تولید شده و دارای فعالیت ضد میکروبی، ضد قارچی، ضد ویروسی و حتی ضد پروتوزوا هستند.

این گونه پپتیدها علاوه بر نقش ضد میکروبی دارای فعالیت های دیگری مانند تحریک سیستم ایمنی، خاصیت ضد سرطانی و نقش در انتقال پیام می باشند.

علاوه بر منابع متنوعی که برای تولید پپتیدهای ضد میکروبی وجود دارد، این پپتیدهای ضد میکروبی از خیلی از پروتئین های شیر نیز شناسایی شده اند.

یکی از منابع بسیار خوب، پپتیدهای جدا شده از پروتئین لاکتوفرین شیر است .

علاوه بر این منابع طبیعی، این پپتیدها به صورت سنتتیک نیز تولید می شوند.

پپتیدهای ضد میکروبی شامل اسیدهای آمینه متنوع با مشخصات و ویژه ای از جمله موارد زیر می باشند:

۱ . سایز مشخص

۲ . توالی منحصربه فرد

٣. بار الکتریکی مشخص

۴. ساختار ویژه

۵. آبگریز

۶. آمفی پاتیک

این پپتیدهای ضد میکروبی، دارای طولی در حدود ۱۲- ۵۰ اسید آمینه هستند .

عموما دارای ساختارهای مارپیچ آلفا و صفحات بتا بوده و دارای بار الکتریکی مثبت هستند.

این پپتیدهای ضد میکروبی عموما از آمینواسیدهایی با بار الکتریکی مثبت مثل آرژنین (R) و لیزین (K) تشکیل شده اند که این بار الکتریکی مثبت نقش موثری را در خاصیت ضد باکتریایی این پپتیدها بازی می کند؛

زیرا این خاصیت باعث اتصال این پپتیدها به گروه های دارای بار الکتریکی منفی موجود بر سطح سلول های باکتریایی، از جمله لیپوپلی ساکاریدها می شود که این اولین گام برای تخریب دیواره باکتری ها است .

واکسن های نوترکیب

خاصیت آبگریزی این پپتیدهای ضد میکروبی نیز مربوط به اسیدهای آمینه آبگریز مثل تریپتوفان (W) و فنیل آلانین (F) می باشد که این خاصیت نیز یکی از عوامل مهم و موثر در فعالیت ضد باکتریایی این پپتیدها می باشد .

چون به دلیل میل ترکیبی کم با آب، غشای لیپیدی باکتری ها را مورد هدف قرار می دهند.

لازم به ذکر است که این پایانه های آبگریز، عوامل اصلی تشکیل دهنده ساختارهای مارپیچ آلفا در این پپتیدها هستند.

با توجه به خواص منحصربه فرد پپتیدهای ضد میکروبی ، آنها یکی از کاندیدهای خیلی قوی برای درمان بیماری های ناشی از باکتری ها و قارچها هستند و بر روی گونه های میکروبی مقاوم به آنتی بیوتیک و حتی سلول های سرطانی نیز موثر می باشند.

پپتیدهای ضد میکروبی به علت برخورداری از خصوصیات و ویژگی های مناسب مانند کشندگی سریع، طیف وسیع فعالیت و همچنین پیشرفت نادر موارد ابتلا به مقاومت دارویی، در دهه های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته اند.

بسیاری از محققان بر این باورند که توانایی پپتیدهای ضد میکروبی در چسبیدن به غشاهای باکتریایی نقش بسیار مهمی در ایجاد خصوصیات منحصر به فرد در آن ها دارد.

مرگ یک باکتری به واسطه ی تشکیل منافذ به وسیله پپتیدهای ضد میکروبی در غشای باکتری سه فرآیند را در بر دارد :

۱. اتصال پپتیدهای ضد میکروبی به غشای باکتری

۲. تجمع آنها درون غشا

۳. تشکیل منافذ به علت به وجود آمدن سوراخ و خارج شدن محتوای سلول و مرگ سلول

پپتیدهای ضد میکروبی از طریق عبور از غشای خارجی باکتری گرم منفی و یا گذر از سطح خارجی غشای تک لایه باکتری گرم مثبت به غشا نفوذ می کنند.

این مکانیسم ها به سه طریق عمده  Carpet – Toroi dal pore information , Barrel – stave  (شکل ۱).

ایجاد منافذ
مکانیسم به وجود آورنده منافذ در غشا باکتری ها توسط پپتیدهای ضد میکروبی

مدل Barrel – stave :

بر طبق این مدل، تشکیل منافذ، شامل تشکیل دایمرها و مولتیمرهایی از پپتیدهای ضد میکروبی ، بعد از اتصال با غشای باردار باکتریایی است. تجمع پپتید، یک مرحله ی اصلی در تشکیل منفذ است. مولتیمرهای پپتیدهای ضد میکروبی، بخش آبگریز غشا دو لایه و قسمت آب دوست تشکیل دهنده ی منافذ، بخش درونی را سوراخ می کنند. مولکولهای ضد میکروبی تجمع یافته درون منفذ ساختاری شبیه به سد دارند.

تخلفات فرآورده های لبنی و لبنیات، از شایعه تا واقعیت

مدل Toroidal pore formation :

مسیر تشکیل منفذ در این مدل مشابه با تشکیل منفذ در مدل قبلی است، اما یک ویژگی مجزای این مدل پیوستگی لایه های بیرونی و درونی لیپید با پپتید به سمت دو لایه لیپید می باشد.

 

مدل Carpet :

در این مدل، پپتیدهای ضد میکروبی ، سطح غشای خارجی را در مرحله ی اول در مدلی شبیه به فرش می پوشانند و سپس به عنوان دترجنت عمل می کنند و دو لایه ی لیپید، بعد از آن که غلظت این پپتیدهای ضد میکروبی  به حد آستانه برسد، تخریب می شوند و منافذ با واحدهایی شبیه میسل پر می شوند.

مکانیسم های اثر این پپتیدها بر روی سلول های جانوری نیز شامل موارد متعددی از جمله اختلال در فرایندهای کلیدی داخل سلول می باشد.

از جمله این اختلالات پپتیدهای ضد میکروبی میتوان به موارد زیر اشاره کرد :

۱. اختلال در غشای سلول

۲. اختلال در سنتز RNA ها

۳. مهار تولید آنزیم های خاص مورد نیاز سلول

۴. اختلال در عملکرد ریبوزوم ها و سنتز پروتئین

۵. اختلال در مکانیسم عمل چاپرون ها و تغییر ساختار سه بعدی پروتئین ها

۶. هدف قرار گرفتن میتوکندری توسط این پپتیدها و مهار مکانیسم تنفس سلولی، القای تشکیل ROS و در نهایت اختلال در غشای میتوکندری و تولید ATP و NADH

در نهایت لازم به ذکر است، از آنجایی که این پپتیدها می توانند برای سلول های طبیعی بدن هم سمی باشند، در نتیجه طراحی پپتیدهایی با قدرت انتخاب بالا و عوارض جانبی کم، با استفاده از روش های مهندسی پپتیدها در تولید این نوع پپتیدها بسیار حائز اهمیت است.


مرجان ازغندی / دانشجوی دکترای تخصصی ژنتیک و اصلاح نژاد دام دانشگاه فردوسی مشهد
نشریه علمی – تخصصی رویان / سال سوم / شماره دوازدهم / بهار ۹۶
پپتیدهای ضد میکروبی

اشتراک گذاری

امتیاز شما به این مطلب

منبع:

برای کپی کلیک کنید

دیدگاهتان را بنویسید