CZ301654B6 - Peptidy, zpusob jejich prípravy a jejich použití - Google Patents

Peptidy, zpusob jejich prípravy a jejich použití Download PDF

Info

Publication number
CZ301654B6
CZ301654B6 CZ20080128A CZ2008128A CZ301654B6 CZ 301654 B6 CZ301654 B6 CZ 301654B6 CZ 20080128 A CZ20080128 A CZ 20080128A CZ 2008128 A CZ2008128 A CZ 2008128A CZ 301654 B6 CZ301654 B6 CZ 301654B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
lys
val
ile
peptides
gly
Prior art date
Application number
CZ20080128A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2008128A3 (cs
Inventor
Cerovský@Václav
Slaninová@Jirina
Hovorka@Oldrich
Cvacka@Josef
Voburka@Zdenek
Fucík@Vladimír
Bednárová@Lucie
Original Assignee
Ústav organické chemie a biochemie AV CR, v.v.i.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav organické chemie a biochemie AV CR, v.v.i. filed Critical Ústav organické chemie a biochemie AV CR, v.v.i.
Priority to CZ20080128A priority Critical patent/CZ301654B6/cs
Priority to AT09716413T priority patent/ATE555120T1/de
Priority to PCT/CZ2009/000034 priority patent/WO2009109156A2/en
Priority to EP09716413A priority patent/EP2265631B1/en
Publication of CZ2008128A3 publication Critical patent/CZ2008128A3/cs
Publication of CZ301654B6 publication Critical patent/CZ301654B6/cs

Links

Landscapes

  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Rešení se týká nových peptidu izolovaných z jedových vácku samotárských vcel Lasioglossum laticeps následujících vzorcu I až III H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys-Val-Leu-Gly-Lys-Ile-Ile-Lys-Val-Ala-Lys-NH.sub.2.n. (I), H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys-Ile-Leu-Gly-Lys-Ile-Ile-Lys-Val-Ala-Lys-NH.sub.2.n. (II) a H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys-Ile-Leu-Gly-Lys-Ile-Ile-Lys-Val-Val-Lys-NH.sub.2.n. (III), zpusobu jejich prípravy a jejich použití pro výrobu léciva pro lécení mikrobiálních, virových a plísnových onemocnení a pro lécení rakovin.

Description

Peptidy, způsob jejich přípravy a jejich použití
Oblast techniky
Vynález se týká nových peptidů izolovaných z přírodního materiálu následujících vzorců I až III
H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys-Val-Leu-Gly-Lys-Ile-Ile-Lys-Val-Aía-Lys-NH^ (I)
H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys-Ile-Leu-Gly-Lys-Ile-IIe-Lys-Val-Ala-Lys-NH2 (II)
H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys-Ile-Leu-Gly-Lys-Ile-Ile-Lys-Val-Val-Lys-NH2 (ΙΠ), způsobu jejich výroby a jejich použití jako antimikrobiálních, antivirových, protiplísňových a protirakovinných látek.
Dosavadní stav techniky
Pro přežití v přírodě se všechny živé organismy musí bránit proti svým přirozeným nepřátelům, jako jsou například mikroorganismy. První obrana proti mikrobiální infekci, kterou si příroda během evoluce vyvinula, spočívá v sekreci látek peptidové povahy dnes v odborné terminologii označované jako antimikrobiální peptidy [1]. Například v říši hmyzu představují antimikrobiální peptidy hlavní prostředek obrany proti mikrobům [2]. S přihlédnutím k prostředí, ve kterém se hmyz pohybuje, se musí jednat o peptidy velmi účinné. Tyto peptidy jsou schopny velice rychle zabíjet bakterie a některé další mikroorganismy, a to mechanismem zcela odlišným než jaký využívá imunitní systém vyšších organismů. I když tento mechanismus ještě není zcela objasněn, v podstatě spočívá v narušení buněčné membrány tvorbou transmembránových pórů nebo ionto25 vých kanálů. To způsobí únik metabolitů a zborcení celé mikrobiální struktury [3]. Obecné je též známo, že antimikrobiální peptidy u bakterií nevyvolávají rezistenci, jako třeba tradiční antibiotika. Zvláštní skupina peptidů s antimikrobiálním účinkem se nachází vjedu hmyzu řádu Hymenoptera [4]. V přírodě je antimikrobiální účinek peptidů izolovaných z jedu vos, včet, Čmeláků a mravenců většinou sekundární, ajejich hlavní úloha spočívá spíše v toxicitě či vyvolání bolestí a zánětu, jako třeba u peptidů patřících do skupiny mastoparanů [5],
Podstata vynálezu
Tento vynález se týká nových peptidů izolovaných z přírodního materiálu následujících vzorců I až III
H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys-V al-Leu-Gly-Ly s-Ile-Ile-Lys- Val-Ala-Lys-NH2 (I)
H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys-Ile-Leu-Gly-Lys-Ile-Ile-Lys-Val-Ala-Lys-NH2 (Π)
H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys4le-Leu-Gly-Lys-lle-Ile-Lys-Vai-Val-Lys-NH2 (ΠΙ) způsobu jejich výroby a použití peptidů vzorců l až IH jako antimikrobiálních, antivírálních, protiplísftových a protirakovinných látek.
Podrobný popis vynálezu 45
Peptidy vzorců (I, II a III) jsme nazvali lasioglossin I, lasioglossin II a lasioglossin III, a byly izolovány z jedových váčků samotářských včel Lasioglossum laticeps. Peptidy I, II a III mají výrazný antimikrobiální účinek a nízkou hemolytickou aktivitu.
1CZ 3U1654 B6
Jedná se o jedinečné nové peptidy s výraznými antimikrobiálními účinky a minimální hemolytickou aktivitou. Tyto peptidy mají jedinečnou primární strukturu, která tvoří účinnou sekundární strukturu v přítomnosti buněčné membrány a chemických látek membráně podobných.
Sekundární struktura lasioglossinů, která je neuspořádaná ve vodném prostředí, snadno přechází na strukturu α-helixu v přítomnosti látek tuto strukturu podporujících, jako jsou trifluorethanol či SDS [6], či v kontaktu s biologickou membránou. V tzv. Edmundsonově kruhové projekci (Obr 1) je patrný amphipathický charakter [6, 7] lasioglossinů s jednotlivými aminokyselinami io seskupenými do dobře definovaného hydrofobního (v šedém poli) i hydrofilního sektoru. Rozdělení těchto dvou odlišných sektorů na opačné strany α-helixu, nebo-li tzv. amphipathicita [7], hraje výraznou úlohu při interakci antimikrobiálního peptidu s bakteriální membránou a je tedy jedním z nejdůležitějších faktorů vedoucích k narušení bakteriální membrány a v konečném výsledku ke smrti bakterie [8]. V tomto procesu se zároveň uplatňuje kationicita peptidu [6], která je v případě lasioglossinů zajištěna přítomností pěti lysinu soustředěných v hydrofilních sektorech peptidů. Toto prostorové uspořádání umožňuje elektrostatickou atrakci kladně nabitého sektoru peptidů k záporně nabitým fosfátovým skupinám bakteriální membrány. Hydrofobní sektor peptidů je poté vnořen do lipofílní části membrány a po dosažení určité koncentrace peptidu na bakteriální stěně dojde k jejímu narušení. Teoreticky mohou popisované lasioglossiny vzorců I až Hl v tzv. anisotropním prostředí vytvořit strukturu optimálního α-helixu o čtyřech závitech. Tyto helikální struktury jsou stabilizovány spojením jednotlivých závitů pomocí vodíkových můstků mezi kyslíky α-karbonylů jednoho závitu a vodíky -NH- skupin závitu následujícího. Jakékoliv chemické změny provedené v molekulách lasioglossinů vedou ke změně jejich sekundární struktury, čímž dojde ke snížení Či zvýšení jejich biologických aktivit.
Příklady
Příklad 1
Izolace z přírodního materiálu
Včely Lasiolossum laticeps byly pochytány a po několikadenním skladování při -20 °C byly vypreparovány jedové váčky z pěti jedinců. Ty byly extrahovány směsí 50% vodného acetonitrilu s obsahem 0,1% kyseliny trifluoroctové (TFA) (25 μΐ). Extrakt byl frakcionován pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografíe (HPLC) na koloně Vydac C-18 (250 x 4,6 mm) při průtoku 1 ml/min za použití gradientu od 5 % acetonitril/voda/0,1 % TFA do 70 % acetonitril/voda/0,1 % TFA. Hlavní peptidové frakce, které byly detekovány UV absorpcí, byly sebrány a koncentro40 vány v rotačním vakuovém koncentrátoru. Jejich primární struktura byla stanovena pomocí hmotové spektrometrie a metodou automatického Edmanova odbourávání. Lasioglossiny představují hlavní peptidovou složku extraktu.
Příklad 2
Syntéza sloučenin vzorců I, II, III
Na základě stanovené sekvence byly tyto peptidy syntetizovány metodou syntézy peptidů na so pevné fázi (SPPS). Syntéza byla provedena manuálně v 5 ml polypropylenových injekčních stříkačkách s teflonovým filtrem na dně stříkačky s využitím protokolu Fmoc-chemie. Jako pevný nosič byla použita Rink Amide MBHA pryskyřice o substituci 0,7 mmol/g. Chráněné Fmocaminokyseliny byly kondenzovány ve 4-násobném přebytku v dimethylformamidu a ke kondenzaci byl použit diisopropylkarbodiimid v přítomnosti 1-hydroxybenzotriazolu. Lasioglossiny (I,
II a III) byly získány odštěpením z pryskyřice a deprotekcí působením směsi TFA/H2O/TIS (95 :
-22,5 : 2,5) po dobu 3,5 h a poté precipitací terc-buty Imethy letherem. Tímto postupem bylo získáno 100 až 140 mg surových peptidů. Část tohoto materiálu (15 mg) byla v každém případě čištěna preparativní HPLC na koloně Vydac C—18 (250 x 10 mm) při průtoku 3.0 ml/min a s využitím stejného gradientu, jak je popsáno výše. Takto bylo získáno 7-9 mg HPLC Čistých pepti5 dů, jejichž identita byla ověřena hmotovou spektrometrií, jak udává Tabulka 1.
CL JU1034 BO
-3CZ 301654 B6 o ci r-i n m r* r-
ci SO
ΓΊ m
Γ- C'
ύ i—i ai ►3*
Tabulka 1. Sekvence lasioglossinů (I, II a III) i
M >» t
s u
I >
Jl (Λ u Jj en kJ £
I £
<
i-Tip-Lys-Lys-Ile-Leu-Gly-Lys-Ile-Ue-Lys-Val-Val-Lys-NH2 1764,19 1764,9
Ě i 1
73 > > ώ ώ
-4CZ JU1004 BO
Příklad 3
Stanovení antimikrobiální aktivity 5
Antimikrobiální aktivita byla stanovena jako tzv. minimální inhibiční koncentrace (MIC) pozorováním růstu bakterií v přítomnosti různých koncentrací peptidů (Tabulka 2). Bakterie v exponenciální fázi růstu byly přidány k roztoku testovaného antimikrobíálního peptidu o různé koncentraci (0,5 až 100 μΜ) v LB médiu v inkubačních destičkách a inkubovány při 37 °C po 20 h za io stálého třepání v přístroji Bioscreen C. Absorbance byla měřena při 540 nm každých 15 min.
V experimentech bylo použito 1 x 104 - 5 x 104 CFU bakterií. Jako standard byl použit tetracyklin v koncentraci 1 - 50 μΜ.
Tabulka 2. Antimikrobiální a hemolytické aktivity lasioglossinů (I, II a III)
peptid antimikrobiální aktivita MIC (μΜ] hemolytická aktivita IC50 [μΜ]
B.s. S.a. E.c. P.a
(D 1,0 20 2,4 22 >200
(H) 1,0 12,5 2,0 20 >200
(ΙΠ) 1,0 5,4 2,0 23 >200
B.s,. Bacillus subtilis; S.a., Staphylococcus aureus; E.c., Escherichia coli; P.a„ Pseudomonas 20 aeruginosa
Příklad 4
Stanovení hemolytické aktivity
Peptidy v koncentraci 1-100 (200) μΜ byly inkubovány s potkaními červenými krvinkami (5%) v 0,2 ml fyziologického roztoku po dobu 1 h při 37 °C. Poté byly vzorky centrifugovány při 250 g po dobu 5 min, Absorbance supematantu byla stanovena při 540 nm. Jako kontrola pro
1 00% hemolýzu byl místo peptidu použit 0,2% roztok TRITONU XI00. Výsledky testování jsou uvedeny v Tabulce 2.
Příklad 5
Cytostatický účinek na rakovinné buňky
Rakovinné buňky byly inkubovány s peptidy v 2-20 mikromolámí koncentraci v patřičných růstových médiích po dobu 24, 48 nebo 72 hodin a poté se počet živých buněk stanovoval rutin-5CZ JU1654 B6 nimi testy např. MTT. Stanovovala se koncentrace peptidu IC50, při které přežívá 50 % buněk vzhledem ke kontrolám (místo peptidu pouze fyziologický roztok). V předběžných testech byly použity buňky: myší lymfatické leukémie L1210, lidské akutní lymfoblastické leukémie CCRFCEM T, lidské promyelotické leukémie HL-60, lidského karcinomu děložního čípku HeLaS3 a buněčná linie PC 12 odvozená z nádoru pheochromocytomu potkaní adrenální meduly. Peptidy lasioglossiny (I, II a III) vykazovaly IC50 4-20 mikromolámí (Tabulka 3).
Tabulka 3. Cytostatický účinek lasioglossinů (I, II a III) na rakovinné buňky
Peptid IC50 [μΜ]
L1210 CCRF-CEMT HL-60 HeLaS3 PC12
(I) 20
(11) 7.11 9,06 7,67 >10 15
(IH) 4,72 4,99 4,44 8,40 10
Literatura
1. Hancock R. E. W., Sáhl H.-G. Antimicrobial and host-defense peptides as new antiinfective therapeutic strategies. Nátur. Bitech. 24, 1551-1557 (2006).
2. Otvos L. Jr. Antimicrobial peptides isolated from insects. J. Peptide Sci. 6,497-511 (2000).
3. Oren Z, Shai Y. Mode of action of linear amphipathic α-helical antimicrobial peptides.
Biopolymers 47, 451-463 (1998).
4. Kuhn-Nentwig L. Antimicrobial and cytolytic peptides of venomous arthropods. Cell. Mol. Life Sci. 60, 2651-2668 (2003).
5. Mendes M. A., de Souza Β. M, Palma M. S. Structural and biologieal characterization of three novel mastoparan peptides from the venom of the neotropical sociál wasp Protopolybia exigua (Saussure), Toxicon 45; 101-106 (2005).
6. Tossi A., Sandri L., Giangaspero A. Amphipathic, α-helical antimicrobial peptides. Biopolymers (Peptide Science) 55,4-30 (2000).
7. Pathak N., Salas-Auvert R., Ruche G., Janna Μ-H., McCarthy D., Harrison R. G. Comparison of the effect of hydrophobicity, amphiphilicity, and a-helicity on the activities of antimicrobiol peptides. Proteins. Struct. Funct. Genet. 22, 182-86 (1995).
8. Yeman M. R., Yount N. Y. Mechanisms of antimicrobial peptide action and resistance. Pharm. Rev. 55, 27-55 (2003).

Claims (4)

1. Peptidy následujících vzorců I až 111
H-Val-Asn-Tip-Lys-Lys-Val-Leu-Gly-Lys-Ile-Ile-Lys-Val-Ala-Lys-NHj
H-Val-Asn-Trp-Lys-Lys-Ile-Leu-Gly-Lys-Ile-Ile-Lys-Val-Ala-Lys-NHi
H’Val-Asn-Trp-Lys-Lys-Ile-Leu-Gly-Lys-lle-Ile-Lys-Val-Val-Lys-NH2 (I) (H) (ΙΠ)
2. Způsob přípravy peptidů vzorce I až III podle nároku 1, vyznačující se tím, že se io po vypreparování jedových váčků včel Lasioglossum laliceps tyto váčky extrahují směsí 50% vodného acetonitrílu s obsahem 0,1% kyseliny trifluorooctové (TFA) (25 μΐ), extrakt se frakcionuje vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií za použití gradientu od 5 % acetonitrilu/voda/0,1 % TFA do 70 % acetonitrilu/voda/0,1 % TFA a hlavní peptidové frakce se zpracují, čímž se získají peptidy vzorce I až III.
3. Způsob přípravy peptidů vzorce I až III podle nároku 1, vyznačující se tím, že se syntetizují metodou syntézy peptidů na pevné fázi, SPPS.
4. Použití peptidů vzorců I až III podle nároku 1 pro výrobu léčiva pro léčení mikrobiálních, 20 virových a plísňových onemocnění a pro léčení rakovin.
CZ20080128A 2008-03-04 2008-03-04 Peptidy, zpusob jejich prípravy a jejich použití CZ301654B6 (cs)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20080128A CZ301654B6 (cs) 2008-03-04 2008-03-04 Peptidy, zpusob jejich prípravy a jejich použití
AT09716413T ATE555120T1 (de) 2008-03-04 2009-03-03 Neue antimikrobielle peptide und ihre anwendung
PCT/CZ2009/000034 WO2009109156A2 (en) 2008-03-04 2009-03-03 Novel antimicrobial peptides and their application
EP09716413A EP2265631B1 (en) 2008-03-04 2009-03-03 Novel antimicrobial peptides and their application

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20080128A CZ301654B6 (cs) 2008-03-04 2008-03-04 Peptidy, zpusob jejich prípravy a jejich použití

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2008128A3 CZ2008128A3 (cs) 2009-09-16
CZ301654B6 true CZ301654B6 (cs) 2010-05-12

Family

ID=41061047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20080128A CZ301654B6 (cs) 2008-03-04 2008-03-04 Peptidy, zpusob jejich prípravy a jejich použití

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ301654B6 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ301595B6 (cs) * 2008-06-10 2010-04-28 Ústav organické chemie a biochemie, Akademie ved CR v. v. i. Nové syntetické peptidy a jejich použití

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Cerovsky a kol. (2008) Peptides 29, 992-1003 *
Krishnakumari a Nagaraj (1997) J. Peptide Res. 50, 88-93 *
Kuhn-Nentwig (2003) Cell. Mol. Life Sci. 60, 2651-2668 *
Otvos a kol. (2000) J. Peptide Sci. 6, 497-511 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2008128A3 (cs) 2009-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU758698B2 (en) Anti-endotoxic, antimicrobial cationic peptides and methods of use therefor
Papo et al. Host defense peptides as new weapons in cancer treatment
JP5688290B2 (ja) 抗菌性ペプチド
Lee et al. Hydrophobicity and Helicity Regulate the Antifungal Activity of 14-Helical β‑Peptides
Rajasekaran et al. The design of a cell-selective fowlicidin-1-derived peptide with both antimicrobial and anti-inflammatory activities
WO2013038201A1 (en) Short designed peptides possessing selective actions against bacteria and cancer cells
TWI403330B (zh) 低血球溶解性之抗微生物胜肽、醫藥組成物及其用途
EP2265631B1 (en) Novel antimicrobial peptides and their application
JP6124139B2 (ja) 低赤血球溶解性の抗微生物ペプチド、医薬組成物およびその使用
EP1599499A2 (en) Periodic antimicrobial peptides
CA2451310C (en) Antimicrobial peptides
KR20140039449A (ko) 다제내성균에 높은 항균 효과를 보이는 프로태티아마이신 항균펩타이드 유도체 및 그 용도
KR20030024961A (ko) Ca-ma 펩타이드의 아미노산 중 하나 또는 그 이상을치환하여 + 전극과 소수성 영역이 증가된 신규한펩타이드 및 그를 포함하는 약학적 조성물
Soares et al. Antimicrobial peptides: a review of how peptide structure impacts antimicrobial activity
CZ200983A3 (cs) Antimikrobiální peptidy
KR101847051B1 (ko) 병원균에 대한 항생활성을 갖는 펩타이드 및 이를 포함하는 항생 펩타이드 조성물
Kim et al. Effects of the synthetic coprisin analog peptide, CopA3 in pathogenic microorganisms and mammalian cancer cells
KR20030077363A (ko) 항균 활성을 갖는 펩타이드, 이들의 유도체 및 이들을포함하는 항균 조성물
Blondelle et al. Progress in antimicrobial peptides
CZ301822B6 (cs) Peptid, zpusob jeho prípravy a jeho použití
CZ2008128A3 (cs) Nové peptidy, zpusob jejich prípravky a jejich použití
Dimitrova et al. Antimicrobial peptides and temporin family in the context of rising resistance-view on current development
CZ301595B6 (cs) Nové syntetické peptidy a jejich použití
Park et al. Antibiotic activity of Leu-Lys rich model peptides
CZ301774B6 (cs) Syntetické peptidy a jejich použití

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20110304