slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Antimikrobiella peptider PowerPoint Presentation
Download Presentation
Antimikrobiella peptider

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 29

Antimikrobiella peptider - PowerPoint PPT Presentation


  • 194 Views
  • Uploaded on

Antimikrobiella peptider. # Högt innehåll av positivt laddade aminosyror, katjoniska peptider # Förmågan att anta en amfipatisk struktur. Hydrofil, positivt laddade aa. Hydrofob, oladdade aa. Hydrofob. Laddad (+). Polär. Exempel på amfipatisk katjonisk helix. Laddade aa Hydrofoba aa

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Antimikrobiella peptider' - sela


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Antimikrobiella peptider

#Högt innehåll av positivt laddade aminosyror, katjoniska peptider

#Förmågan att anta en amfipatisk struktur

Hydrofil, positivt laddade aa

Hydrofob, oladdade aa

slide2

Hydrofob

Laddad (+)

Polär

Exempel på amfipatisk katjonisk helix

slide3

Laddade aa

Hydrofoba aa

Neutrala aa

Hp(2-20), a-helix peptid

slide4

Historia

80-tal

Hur försvarar sig enkla organismer (t.ex insekter) mot bakterie infektioner?

-Enkla bakteriedödande peptider

00-tal

Liknande peptider hittade hos nästan alla organismer man letat (inkl. växter), tros nu vara extremt viktiga även hos högre djur (däggdjur) som ett snabbt och ospecifikt “first line of defence” vid infektioner och som en länk till det adaptiva immunförsvaret

slide5

Kännetecken

# Enkla molekyler; ca 10-80 aminosyror

# Varierande strukturer; helix, sheet, ringstruktur, loopar mm.

# Brett spektrum; G+, G-, svamp (vissa även antivirala)

# Interagerar med membraner

# Dödar snabbt

slide6

Antar helixstruktur i lipidmembran, tex. cecropiner

-helix

Stabiliseras av disulfidbryggor, tex. defensiner

-sheet

Stabiliseras av disulfidbryggor, tex. protegriner

Loop-struktur

Olika grupper

Peptider från de olika grupperna är homologa, men har låg sekvenslikhet  de har evolverat oberoende av varandra

slide7

1. Störning av membranstruktur

LPS

+

+

+

+

+

+

+

+

Membran

+

+

+

+

2. Porbildning

3. Mot cytoplasmamembran

+

+

+

+

Bakteriedödande mekanism

Antimikrobiell peptid

+

+

+

+

slide8

Munhåla

Lungor

Tarm

Urogenitalt

Hud

Förekomst i däggdjur

Epitel

Där bakterier först

kommer i kontakt med kroppen

Fagocyterande celler

För att bidra till avdödningen av fagocyterade bakterier,

ligger lagrade i intracellulära organeller, granule.

slide9

Humana granulocyters abp

#Komplex arsenal av antimikrobiella substanser, synergi effekter

#Toxiska syre radikaler

#Antibakteriella proteiner (t.ex Lactoferrin, BPI) med katalytiska funktioner bryter ner bakteriella beståndsdelar

-För stora för att klassas som abp

#Två grupper klassas som abp;

Defensiner

Cathelicidiner

slide10

Defensiner

#29-34 aa, 3 disulfidbryggor, cyklisk -sheet struktur

#4 humana varianter

#-defensiner finns i mycket höga koncentrationer i fagocyter, frisätts in i fagosomen –toxiska mot värdceller vid höga koncentrationer

#-defensiner finns i epitel

slide11

Defensiner II

#Direkt antimikrobiella

Bredspektrum antibiotika (G+, G-, svamp, virus)

Nedsatt aktivitet vid fysiologiska saltkoncentrationer!! ??

#Indirekt antimikrobiella

Opsoniserande förstärker upptag och avdödning av

fagocyter

#Indirekt immunoreglerande

Aktiverar mastceller

Stimulerar cytokinproduktion i epitel

Attraherar immunceller t.ex monocyter,

DC, T-celler och makrofager

Ospecifikt

immunsvar

Specifikt

immunsvar

slide12

peptid

pro

pre

29-30 aa

98-114 aa

12-100 aa

Cathelicidiner

#Extremt heterogen grupp peptider med stora likheter i pre-pro sekvenserna

#Den aktiva peptiden bildas då pre-pro delarna klyvs bort, bland de olika aktiva cathelicidinerna finns alla olika grupper av abp representerade

#Oklyvda pro-formen kan frisättas utanför cellen

#Troligen har pre-pro delen viktiga funktioner; leverans, targeting, aktivering

slide13

Cathelicidiner II

LL-37 =aktiv del av human cathelecidin, a-helix peptid

#Direkt antimikrobiell, bredspektrum

#Binder och neutraliserar LPS

inflammatorisk respons

#Attraherar och aktiverar fagocyter/inflammatoriska celler

#Stimulerar immunceller

inflammatorisk respons

LL-37 kan alltså både upp- och nedreglera immunresponsen, fungerar som en sk. immunomodulator

slide14

Hur viktiga är abp för vårt immunförsvar?

#Specific granule deficiency;

Saknar a-defensiner i fagocyterande celler –lider av återkommande, allvarliga infektioner

#Brännskador;

Sepsis ansvarar för 60% av dödsfallen vid allvarliga brännskador

Huden försvinner = fysisk barriär

Bränd hud tappar förmågan att tillverka defensiner

#Cystisk Fibros;

Kroniska bakterieinfektioner (P. aeruginosa), inflammation och nedbrytning av lungvävnad

slide15

Abp som klinisk antibiotika

Fördelar

Nackdelar

#Potenta (in vitro)

#Brett verknings spektrum (inkl. svamp & virus)

#Dödar snabbt

#Binder LPS = antiendotoxin

#Aktiva även mot multiresistenta stammar

#Få resistenta stammar

#Dyra att syntetisera

#Svåra att framställa transgent i bakterier eller jäst då peptiderna dödar dessa celler

#Fungerar inte lika bra in vivo –behöver ”rätt” salthalter o höga koncentrationer....

slide16

Abp som klinisk antibiotika

Inom sjukvård

#FasIII, -helix peptid mot topiska infektioner, bensår o.dyl

#FasII, loop-peptid mot CF (aerosol), munhåleinfektioner

#Fas I & II, -sheet peptid mot multiresistent S. aureus

olika peptider mot sepsis och endotoxisk shock

Övriga användningsområden

#Transgent uttryck i växter  resistens mot bakterie/svamp angrepp

#Transgent i köttdjur  minskad användning av antibiotika inom djuruppfödning

slide17

Resistens-utveckling?

#Inaktivering/nedbrytning av peptiden

#”Kamouflage” av ytstrukturer, för att minska inbindning av peptid, t.ex modifiering av LPS (mindre negativ laddning)

#Återupprättande av den peptid-inducerade störningen

#Vissa patogena stammar av Salmonella uppvisar en viss resistens, tätt linkat till virulens

slide18

Resistensmekanismer

Nedbrytning mha frisatt eller ytbundet peptidase

LPS modifiering

yttre membran

periplasma

inre membran

intracellulära peptidaser

cytoplasma

slide19

Varför är resistens så ovanligt?

#Avsaknaden i specifika mål-molekyler?

#Komplexiteten i avdödningsmekanismen?

Inga enkla mutationer ger resistens, större förändringar och/eller nya system krävs

#Komplex arsenal av antibakteriella substanser in vivo?

#Snabb avdödning?

slide20

Triclosan

Bakterieparanoia in absurdum

5-Chloro-2(2,4-dichlorophenoxy)phenol

Vanligaste antibakteriella substansen i tvål, tandkräm, rengöringsmedel, köksprodukter, leksaker mm.

Ansedd vara ofarlig för djur och människor, lätt nedbrytbar och ha en ospecifik avdödningsmekanism.

Användadet av Triclosan har ökat enormt de senaste åren.

slide21

Risker med Triclosan

Triclosanhar en specifik avdödnings- mekanism! Blockerar ett bakterie-specifikt enzym, Enoyl-acyl carrier protein reductase, involverat i fettsyre syntes. Resistenta stammar har identifierats

Inte så lätt nedbrytbar som man trott, Triclosan har hittats i reningsverk och bröstmjölk

Vissa mildare biverkningar har hittats hos människor, mest olika hud irritationer

Dioxin bildas vid förbränning av Triclosan

Numera klassat som ”miljöfarligt”

slide22

Att tänka på vid antibakteriell drug-design

Specificitet: värdcell : bakterie

normalflora : patogen

Target: hur “komplicerat” är det för

resistensmekanismer att uppstå?

finns liknande targets i andra celler?

Övrigt: bieffekter, nedbrytning,

bio-tillgänglighet, kostnad

(gäller alla droger)

Situationen in vivo är alltid mer komplex än i provröret...

slide23

Nya strategier för antibakteriell drug-design

För att motverka resistensutveckling försöker man undvika “enkla” direkta targets:

# komplexa targets  abp

# indirekta targets?

kan man istället för att döda mikroberna direkt trigga någon del av immunfösvaret till att ta hand om infektionen på ett effektivt sätt med många olika avdödningsmekanismer som agerar i synergi?

slide24

Pattern Recognition

  • PAMP (“Pathogen Associated Molecular Pattern”); Strukturer som delas av ett stort antal patogena mikroorganismer, ofta nödvändiga för virulens/överlevnad.
  • Ex.
          • # LPS
          • # Peptidoglukan
          • # Lipoteikonsyra
          • # Bakteriespecifika socker
          • # Dubbelsträngat RNA
          • # formylerade peptider
  • Igenkänning av dessa strukturer är medfödd, kodas genomiskt och ärvs  “Innate immunity”
  • Receptorer förekommer på antigen presenterande celler, fagocyter, epitelceller
slide25

#Receptorer känner igen PAMP

#Receptorer och signalleringskomponenter hittades först hos insekter; sätter igång produktion av abp vid infektioner

#Stora homologier i däggdjur  evolutionärt mycket viktiga system

Toll-signalering

slide26

Aktiverar det snabba ospecifika immunsvaret

Mobiliserar och förbereder det långsamma adaptiva immunsvaret

Toll-signallering

Insekter:

Aktivering av Toll-signallering leder till ökad produktion av abp

Däggdjur:

Aktivering av Toll-signallering leder till;

#Inflammation

#Aktivering och tillväxt av antigen presenterande celler

#Aktivering av fagocyter

slide27

O

H

C

NH

CH

CH

2

CH

2

S

CH

3

Kan man få mikroben att öka sitt uttryck av PAMPar?

Bakterier (men inte eukaryoter) är beroende av deformylering av sina proteiner, mha ett peptid deformylase (PDF)

PDF inhibitorer kan döda bakterier, men kräver höga koncentrationer

Vid subletala doser av PDF inhibitorer ÖKAR bakteriernas frisättning av formylerade peptider som är en PAMP.

Dessa är potenta aktivatorer av det ospecifika

immunförsvaret och kan mobilisera det specifika

PDF inhibitorer borde kunna fungera som indirekt

antibiotika och lokalt öka PAMP koncentrationerna

och trigga immunförvarets olika komplexa avdödnings-

mekanismer

?????

slide28

Multifunktions molekyler

Många abp (defensiner & cathelecidiner) kan binda och neutralisera PAMPar (tex. LPS) och därigenom dämpa immunresponsen.

Samma abp kan också direkt attrahera och aktivera celler som deltar i immunresponsen.

slide29

From: Bowdish, D. M. E., Davidson, D. J., Hancock, R. E. W. (2005).Curr. Prot. Pep. Sci, 6(1); 35-51

?? Koncentrationsberoende ??

?? Komplex balans ??

?? Andra faktorer??