Antimikrobiális hatású gümő-specifikus ciszteinben gazdag (NCR) peptidek hatásmechanizmusának feltárása és a velük kölcsönhatásba lépő bakteriális fehérjék azonosítására alkalmas rendszer kidolgozása

Előnézet	PDF (disszertáció) Download (2MB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (436kB) | Előnézet
Előnézet	PDF (tézisfüzet) Download (326kB) | Előnézet

Magyar nyelvű absztrakt

Napjainkban a gyakori és nem mindig megfelelően alkalmazott antibiotikum kezelések hatására számos úgynevezett multidrog rezisztens mikroorganizmus jelent meg. Ezek ellen a védekezés sokkal nehézkesebb, hosszabb kezelések szükségesek, melyek komoly problémákat okoznak a gyógyászatban. Így egyre sürgetőbb feladatot jelent újabb, a rezisztens kórokozók ellen hatásos antimikrobiális szerek felfedezése. Az antimikrobiális peptidek (AMP), mint új generációs antibiotikumok, új, hatékony megoldást nyújthatnak e problémára. AMP-k termelésére szinte minden élőlény képes, növényekben illetve gerinctelen és gerinces állatokban, mint vele született immunitás effektor molekulái jelennek meg. Ezek a peptidek gyors gátló, ill. ölő hatásuk miatt alkalmassá válhatnak a gyógyászatban már hatástalan antibiotikumok helyettesítésére. Az antimikrobiális peptideknek rendkívül gazdag forrásai a növények, melyek minden egyes részéből, úgymint a szárból, a levélből, a virágból és a termésekből, tudtak már izolálni ilyen molekulákat. Csoportunkban azonosították a defenzin típusú AMP-khez nagyon hasonló, specifikusan csak a szimbiotikus gyökérgümő rhizóbiumok által fertőzött sejtjeiben termelődő gümő-specifikus, ciszteinben gazdag peptideket (NCR: nodule-specific cysteine-rich peptides). Az NCR gének rövid, 25 – 60 aminosav hosszú, szekretált peptideket kódolnak, melyek érett formái négy vagy hat ciszteint tartalmaznak konzervált pozíciókban. A Medicago truncatula genomban azonosított közel 600 peptid elsődleges szekvenciáját tekintve gyenge homológiát mutat egymáshoz, és jelentős eltérések figyelhetők meg izoelektromos pontjukbanés expressziós mintázatukban. Kiderítettük, hogy a peptidek elsődleges szerepe valószínűleg a szimbionta partner terminális differenciációjának irányítása.A defenzinekhez való hasonlóságuk miatt korábban megvizsgáltuk van-e antimikrobiális tulajdonságuk, s kimutattuk, hogy a magasabb izoelektromos ponttal rendelkező, kationos NCR peptidek mind Gram negatív, mind Gram pozitív baktériumokkal szemben, illetve számos élesztőszerűen növő és fonalas gombával szemben is nagyfokú aktivitást mutattak. Munkám során az antimikrobiális tulajdonságokkal rendelkező kationos NCR peptidek hatásmechanizmusának pontosabb megismerése érdekében tanulmányoztuk, hogy miképp változik a baktériumok morfológiája, külső- és belső membránjuk átjárhatósága, illetve membránpotenciálja. A peptidek baktériumok morfológiájára kifejtett hatását atomerő ill. szkenning elektron mikroszkópos felvételekkel vizsgáltuk, melyek során a peptidek hatásmechanizmusának különbségei is felfedezhetőek voltak. Bizonyos peptidek a bakteriális sejtek aggregációját és a sejtfelszíni képletek rongálódása révén sejtek közötti hálózatos szerkezet megjelenését indukálták, mások pedig a baktérium sejtek kiürülését okozták. A kationos peptidek külső membránra kifejtett koncentrációfüggő membránkárosító hatását olyan neutrális, hidrofób festék (1-N-phenylnaphthylamine) segítségével mutattuk ki, mely csak a külső membrán megrongálódott szerkezeti elemei közé képes integrálódni. A belső membrán integritásának vizsgálata során kihasználtuk, hogy az intracelluláris β-galaktozidáz enzim szubsztrátja nem képes átjutni az intakt membránokon, így a peptidkezelést követő enzimaktivitás mérésével kimutattuk, hogy a kationos peptidek a külső membrán mellett a belső membránt is képesek károsítani. Kijelenthetjük, hogy a kationos peptidek antimikrobiális hatásának elsődleges oka a baktréiumok membránpotenciáljának eliminálása, melyet a fluoreszcens festék (DiOC2(3)) alkalmazásával is tudtunk bizonyítani. Mindazonáltal nem zárhatjuk ki, hogy egyes peptideknek sejten belüli célpontjai is lehetnek, ami a szimbiotikus kapcsolat kialakításában játszott szerepük alapján is feltételezhető...

Tétel nézet