Switching Cytolytic Nanopores into Antimicrobial Fractal Ruptures by a Single Side Chain Mutation.
Switching Cytolytic Nanopores into Antimicrobial Fractal Ruptures by a Single Side Chain Mutation.
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通过单侧链突变将细胞溶解纳米孔切成抗菌分形破裂。
DOI：
10.1021/acsnano.1c00218
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发表时间：
2021-06-22
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Ryadnov MG
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hammond K;Cipcigan F;Al Nahas K;Losasso V;Lewis H;Cama J;Martelli F;Simcock PW;Fletcher M;Ravi J;Stansfeld PJ;Pagliara S;Hoogenboom BW;Keyser UF;Sansom MSP;Crain J;Ryadnov MG
破坏细胞膜是一种基本的宿主防御反应，几乎存在于所有形式的生命中。分子机制各不相同，但通常会导致能量有利的圆形纳米孔。在这里，我们报告了一个复杂的分形破裂模式诱导的超短（8-11聚体）螺旋肽，否则形成跨膜孔的一个单一的侧链突变。与已知的机制相反，这种膜破裂模式仅限于双层的上小叶，在那里它表现出与流体流动中的粘性不稳定性惊人相似的肽-脂质界面的传播前沿。两种不同的破裂模式，孔和分形图案，都是强抗菌，但只有分形破裂是非溶血性的。结果提供了广泛的影响，阐明在纳米级定义的差异膜靶向现象。
Disruption of cell membranes is a fundamental host defence response found in virtually all forms of life. The molecular mechanisms vary but generally lead to energetically favored circular nanopores. Here we report an elaborate fractal rupture pattern induced by a single side-chain mutation in ultrashort (8-11-mers) helical peptides, which otherwise form transmembrane pores. In contrast to known mechanisms, this mode of membrane disruption is restricted to the upper leaflet of the bilayer where it exhibits propagating fronts of peptide-lipid interfaces that are strikingly similar to viscous instabilities in fluid flow. The two distinct disruption modes, pores and fractal patterns, are both strongly antimicrobial but only the fractal rupture is non-hemolytic. The results offer wide implications for elucidating differential membrane targeting phenomena defined at the nanoscale.
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