Study of the interaction between the antimicrobial peptides MP1 and H-MP1 with bacterial membranes model by molecular dynamics

Autor: Martins, Ingrid Bernardes Santana
Přispěvatelé: Universidade Estadual Paulista (Unesp), de Araujo, Alexandre Suman [UNESP]
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UNESP
Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
Popis: Submitted by Ingrid Bernardes Santana Martins (ingrid.martins@unesp.br) on 2021-07-26T17:54:57Z No. of bitstreams: 1 Tese_v1 (1).pdf: 17311819 bytes, checksum: 0881ef28c940da7e9eb94a91b8647706 (MD5) Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: 01 – Na ficha catalográfica solicitamos corrigir a entrada do nome do autor: Martins, Ingrid Bernardes Santana e também diminuir o tamanho da fonte (8 ou 9) para não ultrapassar a dimensão da ficha. 02 - Na folha de rosto solicitamos corrigir: Orientador: Prof. Dr. Alexandre Suman de Araujo Coorientador: Prof. Dr. Sidney Jurado de Carvalho 03 – Solicitamos que você corrija a formatação da FOLHA DE APROVAÇÃO conforme o template: nome, titulação dos componentes da banca examinadora e instituições a que pertencem. Ex: Comissão organizadora Prof. Dr. Alexandre Suman de Araujo UNESP – Câmpus de São José do Rio Preto Orientador Prof. Dr. Jorge Chahine UNESP – Câmpus de São José do Rio Preto Assim por diante 04 – A data de defesa deve ser colocada no rodapé da FOLHA DE APROVAÇÃO: São José do Rio Preto 28 de junho de 2021 05 - Nos agradecimentos: segundo a Portaria CAPES nº 206, de 4 de setembro de 2018, todos os trabalhos que tiveram financiamento/BOLSA CAPES deve constar a expressão EXATA: "O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001. 06 - Segundo a norma ABNT NBR 10520, a epígrafe é uma citação e deve ser referenciada. 07 - A ordem correta das páginas pré-textuais (capa, folha de rosto, ficha catalográfica, folha de aprovação, dedicatória, agradecimentos, epígrafe, resumo na língua vernácula, resumo em língua estrangeira, listas de ilustrações, de tabelas, de abreviaturas, de siglas e de símbolos e sumário), no seu trabalho o resumo e abstract está colocado após o sumário. 08 – Solicitamos retirar do SUMÁRIO a indicação de Lista de Ilustrações e Lista de Tabelas, segundo a norma ABNT NBR 6027 os elementos pré-textuais não devem constar no sumário. 09 – Solicitamos corrigir as Palavras-chave/keywords: iniciando com letras maiúsculas e separadas por ponto. 10 – No SUMÁRIO e no texto, a seção REFERÊNCIAS não é numerada, e o correto é REFERÊNCIAS e não REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 11 - Observamos que na ficha catalográfica você selecionou a formatação em páginas? Caso seja em páginas observar a margem, as margens devem ser: para o anverso, esquerda e superior de 3 cm e direita e inferior de 2 cm; para o verso, direita e superior de 3 cm e esquerda e inferior de 2 cm. Agora caso a impressão seja em folhas apenas corrija na ficha (f). 12 - A paginação deve ser sequencial, iniciando a contagem na FOLHA DE ROSTO e mostrando o número a partir da introdução, a FICHA CATALOGRÁFICA ficará após a folha de rosto, será contada caso o trabalho seja formatado em página, se for formatado como folhas não deverá ser contada, e na ficha catalográfica o número de folhas deve ser igual ao número da última folha do trabalho. 13 - Ilustrações e tabelas: a norma orienta que devem ter a descrição da fonte abaixo delas, mesmo que seja produção do autor. (ABNT NBR 14724). Sugerimos que siga as orientações do template para as correções, na página da Biblioteca, link: https://www.ibilce.unesp.br/#!/biblioteca/servicos-oferecidos/normalizacao/estrutura-do-trabalho-academico/ Lembramos que o arquivo depositado no Repositório deve ser igual ao impresso, o rigor com o padrão da Universidade se deve ao fato de que o seu trabalho passará a ser visível mundialmente. Agradecemos a compreensão. on 2021-07-27T18:55:35Z (GMT) Submitted by Ingrid Bernardes Santana Martins (ingrid.martins@unesp.br) on 2021-07-27T22:27:45Z No. of bitstreams: 1 Tese_v1 (1).pdf: 17300504 bytes, checksum: a6ae1a8ce7fef409d9c6979f11d2dd16 (MD5) Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2021-07-29T00:17:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 martins_ibs_dr_sjrp_par.pdf: 415123 bytes, checksum: 486de686c17ea3465074b33029e51c1c (MD5) Made available in DSpace on 2021-07-29T00:17:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 martins_ibs_dr_sjrp_par.pdf: 415123 bytes, checksum: 486de686c17ea3465074b33029e51c1c (MD5) Previous issue date: 2021-06-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) PeptÍdeos antimicrobianos (PAMs) são parte do sistema imune de muitas espécies e, devido ao seu modo de ação, dificultam o desenvolvimento de cepas de bactérias resistentes promovidas por antibióticos convencionais, sendo assim compostos que têm potencial de aplicação antibiótica. Os PAMs são, geralmente, ricos em resíduos de aminoácidos catiônicos e hidrofóbicos e agem diretamente na fase lipídica da membrana celular. O peptídeo Polybia-MP1 é um peptídeo extraído da vespa Polybia paulista e possui amplo espectro bactericida em bactérias Gram-negativas e Gram-positivas e não e hemolítico nem citotóxico. O H-MP1 é um análogo sintético em que as lisinas do MP1 são substituídas por histidinas, para que a carga líquida possa responder as mudanças no pH da solução. Nesse trabalho usamos técnicas biofísicas computacionais para investigar o efeito do pH da solução nas propriedades estruturais desses peptídeos e na sua interação com a bicamada lipídica que mimetiza a membrana celular de bactérias Gram-negativas. Os resultados indicam que a adsorção do H-MP1, sensível ao pH, aumenta com um ambiente acido se assemelhando ´ ao MP1, que não é influenciado pela pequena variação de pH da solução. As simulações de Dinâmica Molecular mostraram que o processo de adsorção de ambos os peptídeos se inicia pela interação do N-terminal com a bicamada, seguido por uma completa adsorção do peptídeo paralelo ao plano da bicamada, induzindo aumento no conteúdo helicoidal o que intensificou o contato do peptídeo com a fase hidrofóbica da bicamada. As simulações ainda mostraram uma desestabilização do empacotamento lipídico da bicamada caracterizada pela diminuição do parâmetro de ordem calculado para as cadeias acílicas. Simulações de Dinâmica Molecular a pH Constante, que foram realizadas a partir das estruturas dos peptídeos adsorvidos obtidas por Dinâmica Molecular convencional, foram capazes de elucidar detalhes da eletrostática envolvida no processo de adsorção. Elas mostraram que a adsorção desses peptídeos na bicamada lipídica aumenta em aproximadamente duas unidades os valores de pKa calculados para os resíduos ionizáveis. Com isso, esses peptídeos apresentam carga mais positiva quando estão na presença da bicamada do que quando estão apenas em solução aquosa. Dessa forma, a magnitude da atração eletrostática dos mesmos ´ pela bicamada aniônica é aumentada, evidenciando a seletividade que tais peptídeos possuem pela bicamada mimética de bactérias. Antimicrobial peptides (AMPs) are part of the innate immune system of many species and are compounds with potential application against the development of resistant bacterial strains promoted by conventional antibiotics. The AMPs are rich in cationic and hydrophobic residues and act directly on the lipidic phase of the cell membranes. The MP1 has a broad-spectrum bactericide activity in both Gram-negative and positive bacteria, not being hemolytic or cytotoxic. H-MP1 is a synthetic analog of MP1 with lysines replaced by histidines so that its net charge could be responsive to changes in solution pH. In the present work, we applied computational biophysics techniques in order to investigate the effect of the solution pH on the structural properties, in the adsorption and insertion of these peptides in lipid bilayers mimicking the cell membrane of Gram-negative bacteria. The results indicate that the adsorption of H-MP1 is sensitive to pH, increasing to an acidic environment, matching that of MP1, which is not influenced by solution pH. Molecular Dynamic simulations indicated that the adsorption process of both peptides started by the interaction of the N-terminus with the bilayer, followed by the complete adsorption of the peptide laying parallel to the bilayer plane, inducing an increase in the peptide’s helical content enhancing peptides contact with the bilayer hydrophobic phase. The simulations also presented a lipid packing perturbation of the bilayer characterized for a decrease of the acylic chains order parameter. Constant pH Molecular Dynamics simulations, that were performed utilizing the structures of the adsorbed peptides obtained on the conventional Molecular Dynamics simulations, were able to enlighten details of the electrostatics of the adsorption process. They demonstrated that these peptides’ adsorption into the lipid bilayer increases about two units the pKa values calculated for the titratable residues. Thereby, these peptides presented higher net charges when in presence of the bilayer than when they are only in aqueous solution. Thus, the electrostatic atraction magnitude of these peptides for the aninonic bilayer is increased, pointing out the seletivity that both peptides have for the bacteria mimetic bilayer. CAPES: 001
Databáze: OpenAIRE
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