Një ekip kërkimor i udhëhequr nga Prof. Gao Lizeng nga Instituti i Biofizikës i Akademisë Kineze të Shkencave ka propozuar një mekanizëm baktericid bazuar në nanozyme që imitojnë peptidet antimikrobiale (AMP) dhe enzimat antimikrobiale (AME) sipas parimeve të biomimikrisë. Ata kanë dizajnuar një nanozyme antimikrobial të dyfishtë funksional dhe me efikasitet të lartë.
Kërkimi i tyre u publikua në Nature Communications më 5 korrik. Duke filluar nga dizajni racional i nanozyme-ve me shumë peptide, bazuar në aminoacidet kyçe në vendet aktive të AMP dhe AME, përfshirë histidinën dhe cisteinën, dhe duke kombinuar vetë-montimin e peptideve dhe parimet e koordinimit të metaleve, duke përdorur metoda të ndryshme kompjuterike si Alphafold2, simulimet e dinamikës molekulare dhe teorinë e funksionit të densitetit, studiuesit optimizuan dhe zgjodhën një grup prej 7 sekuencash peptidike IHIHICI.
Nanozyma e vetë-montuar (AMPANs) zotëron funksione të dyfishta AMP dhe AME, duke demonstruar efekte specifike dhe efikase fungicide. Studiuesit zgjodhën nanotubat peptidike të montuara me Ni(Ac)2 (Ni-IH-7) si objekt të kërkimit. Studimet enzimatike treguan se Ni-IH-7 ka aktivitet të ngjashëm me fosfolipazën C dhe peroksidazën.
Për shkak të formimit të një nanotubi me strukturë sekondare të qëndrueshme, nanozyma peptidike Ni-IH-7 tregoi tolerancë të mirë ndaj enzimave të ndryshme hidrolitike. Përveç kësaj, ata zbuluan se nanozyma peptidike Ni-IH-7 mund të lidhej selektivisht me mannoproteinën në sipërfaqen e Candida albicans dhe të nxisë peroksidimin e lipideve, duke çuar në vdekjen e qelizave për shkak të hekurit dhe hidrolizën e glicerofosfolipideve, duke vrarë shpejt kërpudhat.
Eksperimentet in vitro mbi pllakate të kolonive nga sekrecionet nga pacientet me infeksion konfirmuan se nanozyma peptidike Ni-IH-7 kishte efekte të mira antifungale dhe performanca baktericide nuk ishte kompromentuar nga substancat e tjera në sekrecionet.
Ky studim është i pari që propozon strategjinë e kombinimit të peptideve antimikrobiale me nanozyme, dizenjimin dhe sintezimin e nanozymeve peptidike nga fillimi përmes simulimeve kompjuterike, dhe studimin sistematik të mekanizmit të tyre specifik të vrasjes së kërpudhave, duke ofruar njohuri për zhvillimin e barnave të reja antimikrobiale.
Më shumë informacion: Ye Yuan et al, “Stable peptide-assembled nanozyme mimicking dual antifungal actions,” Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50094-6.
