Биолог Алексей Васильченко о врожденном иммунитете, альтернативе классическим антибиотикам и субингибиторном эффекте антимикробных пептидов

Биолог Алексей Васильченко о врожденном иммунитете, альтернативе классическим антибиотикам и субингибиторном эффекте антимикробных пептидов
В проекте «Среда выживания» совместно c Институтом экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) Тюменского государственного университета мы рассказываем о биологических угрозах современности и методах защиты от них.
Антимикробные пептиды — это защитные молекулы, которые обеспечивают врожденный иммунитет практически всех живых существ. С точки зрения химии пептиды представляют собой последовательность аминокислот определенной длины в цепочке. Это разнообразная группа молекул природного или синтетического происхождения, которые обладают антимикробными свойствами. Они способны взаимодействовать с бактериальными клетками и действовать либо бактерицидно, то есть убивать их, либо бактериостатически — замедлять их физиологию, из-за чего клетки перестают делиться и расти.
Антимикробные пептиды продуцируются практически всеми живыми организмами. Это эволюционно-древний способ защиты организмов от окружающего воздействия бактерий-патогенов, средство врожденного иммунитета: начиная с зародыша эти молекулы защищают организм. У позвоночных организмов есть приобретенный иммунитет — антитела, которые вырабатываются, если организм переболеет инфекцией, а есть врожденные антимикробные пептиды: в комплекте с телом идет средство защиты от бактерий, вирусов и паразитов.
Классификация антимикробных пептидов
Антимикробные пептиды сложно классифицировать исходя из их структурного разнообразия. База данных по антимикробным пептидам (на октябрь 2018 года) содержит сведения о трех тысячах пептидов. Туда входят пептиды животных, растений и бактерий.
Есть два пути природного синтеза пептидов: рибосомальный синтез и нерибосомный синтез. Синтезированные посредством рибосом пептиды вырабатываются практически всеми организмами. Их классификация основана на вторичной структуре, которую молекулы образуют в водных растворах. Различают α-спиральные пептиды, пептиды с β-складчатой структурой и с неупорядоченной (случайной) структурой.
Еще более разнообразны антимикробные пептиды, синтезируемые микроорганизмами: микроорганизмы способны не только нерибосомально синтезировать [1 ]Hancock and Chapple, 1999, но и затем модифицировать синтезированные на рибосомах молекулы. Посттрансляционные модификации придают пептидам дополнительные свойства. Например, они лучше распознают мишени и более стабильны, а поэтому и более функциональны по сравнению с рибосомально синтезированными пептидами животных.