Катионные липоаминокислотные производные диэтаноламина как потенциально мембрано-активные антибактериальные агенты

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Данная работа направлена на получение ряда катионных амфифилов на основе аминокислотных производных диэтаноламина как потенциально мембрано-активных антибактериальных агентов. Разработанные соединения содержат два остатка аминокислот в полярном блоке и различаются длиной алифатических цепей в гидрофобном домене. Амфифилы получены в препаративных количествах, достаточных для подтверждения их структур и проведения исследования антибактериальной активности. Синтезированные образцы на основе β-Ala (4c) и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) (4d) с алифатической цепью С12 в гидрофобном домене проявили перспективный для дальнейших исследований уровень антимикробной активности (МИК, 1 мкг/мл) в отношении грамположительных (Bacillus subtilis) и грамотрицательных (Escherichia coli) бактерий. Амфифилы, содержащие ароматические аминокислоты L-Phe (6а) и L-Trp (6b) в полярной головной группе и углеводородную цепь С8, активны в отношении бактерий B. subtilis с МИК 1 мкг/мл. Полученные данные об антимикробной активности делают отобранные соединения привлекательными для дальнейшего детального изучения их механизма действия.

Об авторах

М. К. Гусева

МИРЭА – Российский технологический университет,
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Email: c-221@yandex.ru
Россия, 119571, Москва

З. Г. Дениева

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

Email: c-221@yandex.ru
Россия, 119071, Москва

У. А. Буданова

МИРЭА – Российский технологический университет,
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: c-221@yandex.ru
Россия, 119571, Москва

Ю. Л. Себякин

МИРЭА – Российский технологический университет,
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Email: c-221@yandex.ru
Россия, 119571, Москва

Список литературы

  1. Yount N.Y., Yeaman M.R. 2004. Multidimensional signatures in antimicrobial peptides. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101 (19), 7363. https://doi.org/10.1073/pnas.0401567101
  2. Мусин Х.Г. 2018. Антимикробные пептиды – потенциальная замена традиционным антибиотикам. Инфекция и иммунитет. 8 (3), 295.
  3. Rima M., Rima M., Fajloun Z., Sabatier J.-M., Bechinger B., Naas T. 2021. Antimicrobial peptides: A potent alternative to antibiotics. Antibiotics. 10 (9), 1095. https://doi.org/10.3390/antibiotics10091095
  4. Molchanova N., Hansen P.R., Franzyk H. 2017. Advances in development of antimicrobial peptidomimetics as hotential drugs. Molecules. 22 (9), 1430. https://doi.org/10.3390/molecules22091430
  5. Pirri G., Giuliani A., Nicoletto S.F., Pizzuto L., Rinaldi A.C. 2009. Lipopeptides as anti-infectives: A practical perspective. Cent. Eur. J. Biol. 4(3), 258–273. https://doi.org/10.2478/s11535-009-0031-3
  6. Fjell C.D., Hiss J.A., Hancock R.E. W., Schneider G. 2012. Designing antimicrobial peptides: Form follows function. Nat. Rev. Drug Discovery. 11, 37–51.
  7. Faber C., Stallmann H., Lyaruu D., Joosten U., Von Eiff C., van Nieuw Amerongen A., Wuisman P.I. 2005. Comparable efficacies of the antimicrobial peptide human lactoferrin 1-11 and gentamicin in a chronic methicillin-resistant Staphylococcus aureus osteomyelitis model. Antimicrob. Agents Chemother. 49 (6), 2438–2444. https://doi.org/10.1128/AAC.49.6.2438-2444.2005
  8. Lin L., Chi J., Yan Y., Luo R., Feng X., Zheng Y., Xian D., Li X., Quan G., Liu D, Wu C., Lu C., Pan X. 2021. Membrane-disruptive peptides/peptidomimetics-based therapeutics: Promising systems to combat bacteria and cancer in the drug-resistant era. Acta Pharm. Sin. B. 11 (9), 2609. https://doi.org/10.1016/j.apsb.2021.07.014
  9. Tague A.J., Putsathit P., Hammer K.A., Wales S.M., Knight D.R., Riley T.V., Keller P.A., Pyne S.G. 2019. Cationic biaryl 1,2,3-triazolyl peptidomimetic amphiphiles: Synthesis, antibacterial evaluation and preliminary mechanism of action studies. Eur. J. Med. Chem. 168, 386. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2019.02.013
  10. Mojsoska B., Jenssen H. 2015. Peptides and peptidomimetics for antimicrobial drug design. Pharmaceuticals (Basel). 8(3), 366–415. https://doi.org/10.3390/ph8030366
  11. Zhang E., Bai P.-Y., Cui D.-Y., Chu W.-C., Hua Y.-G., Liu Q., Yin H.-Y., Zhang Y.-J., Qin S., Liu H.-M. 2018. Synthesis and bioactivities study of new antibacterial peptide mimics: The dialkyl cationic amphiphiles. Europ. J. Med. Chem. 143, 1489–1509. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2017.10.044
  12. Su M., Xia D., Teng P., Nimmagadda A., Zhang C., Odom T., Cao A., Hu Y., Cai J. 2017. Membrane-active hydantoin derivatives as antibiotic agents. J. Med. Chem. 60 (20), 8456. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.7b00847
  13. Konai M.M., Ghosh C., Yarlagadda V. 2014. Membrane active phenylalanine conjugated lipophilic norspermidine derivatives with selective antibacterial activity. J. Med. Chem. 57, 9409–9423. https://doi.org/10.1021/jm5013566
  14. Ghosh C., Sarkar P., Samaddar S., Uppua D., Haldar J. 2017. L-Lysine based lipidated biphenyls as agents with anti-biofilm and anti-inflammatory properties that also inhibit intracellular bacteria. Chem. Commun., 53, 8427–8430. https://doi.org/10.1039/C7CC04206J
  15. Lohan S., Kalanta A., Sonkusre P., Cameotra S.S., Bisht G.S. 2014. Development of novel membrane active lipidated peptidomimetics active against drug resistant clinical isolates. Bioorg. & Med. Chem., 22, 4544–4552. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2014.07.041
  16. Schnaider L., Brahmachari S., Schmidt N.W., Mensa B., Shaham-Niv S., Bychenko D., Adler-Abramovich L., Shimon L.J.W., Kolusheva S., DeGrado W.F., Gazit E. 2017. Self-assembling dipeptide antibacterial nanostructures with membrane disrupting activity. Nat. Commun. 8 (1), 1365. https://doi.org/10.1038/s41467-017-01447-x
  17. Shahane G., Ding W., Palaiokostas M., Azevedo H.S., Orsi M. 2019. Interaction of antimicrobial lipopeptides with bacterial lipid bilayers. J. Membr. Biol. 252 (4–5). 317. https://doi.org/10.1007/s00232-019-00068-3
  18. Yar M., Mushtaq N., Afzal S. 2013. Synthesis, reactions, applications, and biological activity of diethanolamine and its derivatives. Russ. J. Org. Chem. 49 (7) 949–967. https://doi.org/10.1134/S1070428013070014
  19. Denieva Z.G., Romanova N.A., Bodrova T.G., Budanova U.A., Sebyakin Yu.L. 2019. Synthesis of amphiphilic peptidomimetics based on the aliphatic derivatives of natural amino acids. Moscow Univ. Chem. Bull. 74 (6), 300–305. https://doi.org/10.3103/S0027131419060087
  20. Makovitzki A., Baram J., Shai Y. 2008. Antimicrobial lipopolypeptides composed of palmitoyl di- and tricationic peptides: in vitro and in vivo activities, self-assembly to nanostructures, and a plausible mode of action. Biochemistry. 47 (40), 10630. https://doi.org/10.1021/bi8011675

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах