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학술저널
저자정보
KRISHNAN MANIGANDAN (Department of Bioscience and Biotechnology Konkuk University Seoul 05029 Republic of Korea) 최준혁 (건국대학교) 최성재 (건국대학교) 김양미 (건국대학교)
저널정보
한국미생물생명공학회 Journal of Microbiology and Biotechnology Journal of Microbiology and Biotechnology 제31권 제1호
발행연도
2021.1
수록면
25 - 32 (8page)

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Inflammatory reactions activated by lipopolysaccharide (LPS) of gram-negative bacteria can lead to severe septic shock. With the recent emergence of multidrug-resistant gram-negative bacteria and a lack of efficient ways to treat resulting infections, there is a need to develop novel anti-endotoxin agents. Antimicrobial peptides have been noticed as potential therapeutic molecules for bacterial infection and as candidates for new antibiotic drugs. We previously designed the 9-meric antimicrobial peptide Pro9-3 and it showed high antimicrobial activity against gram-negative bacteria. Here, to further examine its potency as an anti-endotoxin agent, we examined the antiendotoxin activities of Pro9-3 and elucidated its mechanism of action. We performed a dye-leakage experiment and BODIPY-TR cadaverine and limulus amebocyte lysate assays for Pro9-3 as well as its lysine-substituted analogue and their enantiomers. The results confirmed that Pro9-3 targets the bacterial membrane and the arginine residues play key roles in its antimicrobial activity. Pro9-3 showed excellent LPS-neutralizing activity and LPS-binding properties, which were superior to those of other peptides. Saturation transfer difference-nuclear magnetic resonance experiments to explore the interaction between LPS and Pro9-3 revealed that Trp3 and Tlr7 in Pro9-3 are critical for attracting Pro9-3 to the LPS in the gram-negative bacterial membrane. Moreover, the anti-septic effect of Pro9-3 in vivo was investigated using an LPS-induced endotoxemia mouse model, demonstrating its dual activities: antibacterial activity against gram-negative bacteria and immunosuppressive effect preventing LPS-induced endotoxemia. Collectively, these results confirmed the therapeutic potential of Pro9-3 against infection of gram-negative bacteria.
#Antimicrobial peptide #LPS #endotoxemia #gram-negative infection #LPS binding assay #STD-NMR

목차

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Drayton M / 2020 / Towards robust delivery of antimicrobial peptides to combat bacterial resistance / Molecules 25:3048 google schola Hollmann A / 2018 / Antimicrobial peptides : Interaction with model and biological membranes and synergism with chemical antibiotics / Front. Chem 6:204 google schola Torres MDT / 2019 / Peptide design principles for antimicrobial applications / J. Mol. Biol 431:3547~3567 google schola Breijyeh Z / 2020 / Resistance of gram-negative bacteria to current antibacterial agents and approaches to resolve it / Molecules 25:1340 google schola Polat G / 2017 / Sepsis and septic shock : Current treatment strategies and new approaches / Eur. J. Med 49:53~58 google schola

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