The broad-spectrum antibiofilm activity of amyloid-forming hexapeptides.
The broad-spectrum antibiofilm activity of amyloid-forming hexapeptides.
复制标题
淀粉样蛋白形成六肽的广谱成膜活性。
DOI：
10.1111/1751-7915.13721
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发表时间：
2021-03
影响因子：
5.7
通讯作者：
Lin H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen D;Li J;Pan T;Wu R;Tao Y;Lin H
AFhP 聚集成刚性淀粉样纤维，凝集微生物并发挥抗生物膜作用。 AFhP 没有杀菌活性，并且几乎没有或没有细胞毒性。 AFhP 可用作新型抗生物膜剂。 有证据表明，源自细菌蛋白质组的短淀粉样蛋白形成肽具有功能性作用；然而，所报告的活动多种多样，而且根本机制仍不清楚。在本研究中，我们模拟了来自变形链球菌（S. mutans）的淀粉样蛋白形成截短蛋白C123的短淀粉样蛋白形成肽，研究了它们在微生物增殖和生物膜形成中的生物学功能，并进一步研究了其潜在机制。模拟了14种六肽，其中13种成功合成。我们发现，淀粉样蛋白形成六肽（AFhP）通过聚集成刚性淀粉样蛋白纤维凝集微生物，对革兰氏阳性菌变形链球菌、血链球菌和金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性菌大肠杆菌和真菌白色念珠菌表现出高效的广谱抗生物膜活性，而非淀粉样蛋白形成六肽则表现出有效的广谱抗生物膜活性。六肽（非 AFhP）则不然。 AFhP 不会杀死微生物，并且显示出很少或没有细胞毒性。此外，一组 AFhP 显示出广谱抗生物膜活性，无论其来源如何。微生物细胞壁碳水化合物、肽聚糖 (PGN)、脂磷壁酸 (LTA)、葡聚糖和酵母聚糖 A 介导 AFhP 结合并引发显着的 AFhP 颤动。尽管淀粉样纤维凝集脂质膜模型（大单层囊泡（LUV））和 LUV 促进 AFhP 纤维颤动，但脂质膜在 AFhP 抗生物膜活性中的作用仍有待阐明。我们强调 AFhP 作为新型抗生物膜剂的潜在用途。
AFhPs aggregated into rigid amyloid fibers, which agglutinated microbes and exerted as antibiofilm agents. AFhPs have no microbicidal activity and little or no cytotoxicity. AFhPs may be utilized as novel antibiofilm agents. Evidence suggests that short amyloid‐forming peptides derived from bacterial proteomes have functional roles; however, the reported activities are diverse and the underlying mechanisms remain unclear. In this study, we simulated short amyloid‐forming peptides from the amyloid‐forming truncated protein C123 of Streptococcus mutans (S. mutans), studied their biological functions in microbial proliferation and biofilm formation, and further investigated the underlying mechanism. Fourteen hexapeptides were simulated, 13 of which were successfully synthesized. We found that the amyloid‐forming hexapeptides (AFhPs) displayed efficient broad‐spectrum antibiofilm activity against the Gram‐positive bacteria S. mutans, Streptococcus sanguis and Staphylococcus aureus, Gram‐negative bacteria Escherichia coli and fungus Candida albicans, by aggregating into rigid amyloid fibres agglutinating microbes, whereas the non‐amyloid‐forming hexapeptides (non‐AFhPs) did not. The AFhPs did not kill microbes and showed little or no cytotoxicity. Furthermore, a set of AFhPs displayed broad‐spectrum antibiofilm activity, regardless of its source. The microbial cell wall carbohydrates, peptidoglycan (PGN), lipoteichoic acid (LTA), glucan and zymosan A, mediated AFhP binding and triggered significant AFhP fibrillation. Although amyloid fibres agglutinated lipid membrane model – large unilamellar vesicles (LUVs) – and LUVs facilitated AFhP fibrillation, the roles of lipid membranes in AFhP antibiofilm activities remain to be elucidated. We highlight the potential use of AFhPs as novel antibiofilm agents.
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