Publicado

2015-05-01

DISEÑO DE PÉPTIDOS BASADO EN LA SECUENCIA ANÁLOGA AL REPRESOR NEGATIVO icaR DE Staphylococcus sp.

Design of peptides based on similar sequence of negative repressor icaR of Staphylococcus sp.

DOI:

https://doi.org/10.15446/rev.colomb.quim.v44n2.55213

Palabras clave:

péptidos catiónicos antimicrobianos, operón, biología computacional, síntesis química, citotoxicidad (DeCS) (es)
Antimicrobial cationic peptides, operon, computational biology, chemical synthesis, cytotoxicity (DeCS) (en)

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Autores/as

  • Gladys Pinilla Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca
  • Liliana C. Muñoz Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca
  • Luz M. Salazar Universidad Nacional de Colombia
  • Jeannette Navarrete Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca
  • Alexander Guevara Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca Universidad Nacional de Colombia

La biopelícula como un mecanismo de virulencia en Staphylococcus involucrada en infecciones intrahospitalarias es regulada por un represor negativo icaR, responsable de la transcripción completa del operón icaADBC. La  búsqueda de dominios funcionales por modulación computacional de icaR permitió  hallar las secuencias peptídicas con actividad biológica análoga a la proteína icaR. Mediante biología computacional se diseñaron péptidos empleando el programa de predicción AntiBP (http: //www. imtech.res.in/ raghava/antibp/); la síntesis química se hizo por Nα-Fmoc y se   caracterizaron y purificaron  tres moléculas por RP-HPLC y MALDI-TOF. Se evaluó su seguridad biológica mediante ensayo de actividad citotóxica  realizada sobre macrófagos murinos de la línea J774 y la actividad hemolítica se determinó mediante el uso de glóbulos rojos. Los tres péptidos caracterizados IR1, IR2 e IR3, presentaron estructura secundaria       predominantemente alfa helicoidal, alto grado de pureza y alto score antimicrobiano; además,  mostraron baja toxicidad, evidenciada por la actividad citotóxica y hemolítica en las concentraciones ensayadas y en comparación con los controles usados, que permitiría su potencial uso como moléculas candidatas o principios activos con actividad análoga al represor nativo icaR, frente a la biopelícula de los Staphylococcus sp.

Staphylococcus sp. biofilm, formed as a mechanism of virulence that is involved in hospital acquired infections, is regulated by a negative repressor icaR, which is responsible for the full transcription of the operon icaADBC. This study, through functional commands by computational modulation of icaR, allowed to find peptide sequences with similar biological activity to the icaR protein. Peptides were designed by means of computational biology using the prediction program AntiBP (http: //www. imtech.res. in/ raghava/antibp/). The chemical synthesis of peptides was performed by Nα-Fmoc. The purification and characterization of three molecules were carried out using RP-HPLC and MALDI-TOF. Biological safety of peptides was evaluated by tests of cytotoxic activity on murine macrophage cells line J774, and their hemolytic activity was determined by using red cells. The three characterized peptides IR1, IR2 and IR3 presented a predominantly secondary alpha helical structure with a high degree of purity and high antimicrobial scores. In addition, the peptides exhibited low toxicity, proved by their low cytotoxic and hemolytic activity in the tested concentrations and in comparison to the standards used. These results allow the potential use of these peptides as candidate molecules or active principles with similar activity to the native repressor icaR against the Staphylococcus biofilm.

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