Peptides based on CcdB protein as novel inhibitors of bacterial topoisomerases

Trovatti, Eliane; Cotrim, Camila A.; Garrido, Saulo Santesso; Barros, Ronaldo S.; Marchetto, Reinaldo

doi:10.1016/j.bmcl.2008.10.008

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“…Estudos demonstraram a habilidade desse peptídeo na inibição da ação das enzimas bacterianas DNA girase e Topoisomerase IV em concentrações de 10 µM e 5 µM, respectivamente (7). No entanto, ao aplicar este peptídeo em ensaios de viabilidade celular utilizando diferente espécies bacterianas, não foi observado efeito antibiótico associado a este composto quando livre em solução (dados não mostrados).…”

Section: A Barreira Terapêutica Do Análogo Estrutural Da Toxina Naturunclassified

“…Ia), os quais apresentam atividade inibitória potencializada em DNA topoisomerases bacterianas como a DNA girase e a Topoisomerase IV (7). Por outro lado, esses análogos não são capazes de inibir a ação de DNA topoisomerases humanas como a Topoisomerase II-α e Topoisomerase I. Esta característica é essencial para um agente farmacológico específico ao combate bacteriano sem provocar efeitos colaterais em células humanas.…”

Section: Introductionunclassified

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Avaliação quantitativa da susceptibilidade do crescimento de Staphylococcus aureus na presença de sistemas antimicrobianos de alta complexidade

et al. 2016

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____________________________________________________________________________Resumo: Peptídeos antimicrobianos (PAMs) encontrados naturalmente em organismos vivos são uma grande promessa para o combate a doenças infecciosas, especialmente provocadas por micro-organismos multirresistentes aos antibióticos comerciais disponíveis no mercado, devido à intensa e inadequada aplicação dessas substâncias. No entanto, algumas características particulares que podem estar presentes em PAMs (tamanho grande, baixa solubilidade, existência de carga efetiva, elevada complexidade estrutural, etc.) representam dificuldade no uso desta classe de substâncias para aplicação clínica. Como uma abordagem para resolver esta barreira técnica para aplicação dos PAMs, diferentes formulações de lipossomas LUV foram preparadas com a intenção de promover a encapsulação de CcdBET2, um PAM com ação comprovada, e promover a sua entrega no ambiente intracelular. CcdBET2 foi sintetizado por metodologia de fase sólida e os lipossomas de 100 nm de diâmetro por extrusão. Os sistemas peptídeo-lipossomas foram testados contra Staphylococcus aureus por uma metodologia quantitativa utilizando MTT para testar a sua capacidade em promover a interrupção do crescimento celular. É possível sugerir que o sistema lipossomal é responsável por interagir com a membrana bacteriana permitindo que CcdBET2 exerça sua atividade antimicrobiana. Palavras-chave: Peptídeos antimicrobianos, lipossomas LUV, Staphylococcus aureus ____________________________________________________________________________Abstract: Antimicrobial peptides (PAMs) found naturally in living organisms are a great promise for the fight against infectious diseases specially by microorganisms multiresistant to the commercial antibiotics available on the market due to intensive and inadequate applying of those substances. However, some particular characteristics that may be present in PAMs (big size, low solubility, the existence of effective load, high structural complexity, etc.) pose difficulty vis-à-vis the use of this class of substances for clinical application. As an approach to solve this technical barrier to application of PAMs, different formulations of LUV liposomes were prepared with the intent to promote the encapsulation of CcdBET2, a proven PAM, and promote its delivery in the intracellular environment. CcdBET2 was synthesized by solid-phase methodology and the 100 nm liposomes by extrusion. The peptide-liposomes systems were tested against Staphylococcus aureus by a quantitative methodology using MTT to test their ability in promote the interruption of cell growth. It is possible

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Section: A Barreira Terapêutica Do Análogo Estrutural Da Toxina Naturunclassified

Section: Introductionunclassified

Avaliação quantitativa da susceptibilidade do crescimento de Staphylococcus aureus na presença de sistemas antimicrobianos de alta complexidade

et al. 2016

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Section: Design E Sínteseunclassified

“…7,14 Deste modo, CcdBET2 e CcdBET3 foram sintetizados e purificados como descrito na parte experimental. Após o processo de purificação, 14 Uma sequência truncada do CcdA contendo 41 resíduos de aminoácidos tem sido descrita como uma sequência simplificada que mantém a mesma atividade antídoto do CcdA. 10 A predição da estrutura secundária do CcdA sugere a existência de 2 ou 3 α-hélices no domínio Cterminal do CcdA, justamente na região de 41 resíduos que constituem a molécula de CcdA41.…”

Section: Design E Sínteseunclassified

“…Neste sentido, CcdA41 (fragmento C-terminal de 41 resí-duos de aminoácidos do CcdA) foi quimicamente sintetizado empregando-se a metodologia da fase sólida, e a interação com CcdBET2 e CcdBET3 (análogos peptídicos do CcdB) 14 avaliada por espectroscopia de fluorescência no estado estacionário. Evidências quanto à importância das regiões C-terminal de CcdA e o loop formado pelos resíduos Arg40-Leu50 de CcdB, na formação do complexo CcdA-CcdB, são sugeridas.…”

unclassified

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Síntese, caracterização e estudos de interação de um análogo da antitoxina CcdA empregando fluorescência no estado estacionário

Cotrim¹,

Garrido²,

Trovatti³

et al. 2010

Quím. Nova

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Recebido em 15/5/09; aceito em 23/11/09; publicado na web em 25/3/10 SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND INTERACTION STUDIES OF AN ANALOG OF CcdA ANTITOXIN BY STEADY STATE FLUORESCENCE. Toxin-antitoxin (TA) systems contribute to plasmid stability by a mechanism called post-segregational killing. The ccd was the first TA system to be discovered with CcdB being the toxin and CcdA the antitoxin. CcdA, an 8.3 kDa protein, interacts with CcdB (11.7 kDa), preventing the cytotoxic activity of CcdB on the DNA gyrase. As an approach to understanding this interaction, CcdA41, a polypeptide derived from CcdA, was synthesized by solid-phase methodology and its interaction with CcdB was analyzed by steady state fluorescence. CcdA41 formed a stable complex with CcdBET2, a peptide based on CcdB, the more recently described bacterial topoisomerase inhibitor.Keywords: bacterial toxin; peptides; fluorescence. INTRODUÇÃOA viabilidade de células bacterianas que abrigam plasmídeos com baixo número de cópias é potencialmente comprometida pela presença de produtos codificados por genes plasmidiais, que são tó-xicos para a célula. Células que carregam tais plasmídeos sobrevivem porque estes codificam, além da toxina, um segundo produto que age como um antídoto.1 Esses produtos são codificados por dois genes organizados em um mesmo operon, e constituem os denominados sistemas toxina-antitoxinas (sistemas TA). 2A expressão dos genes TA é autorregulada em nível transcricional; a antitoxina age como um repressor e a toxina geralmente como um correpressor, contribuindo assim com a estabilidade do plasmídeo, por um mecanismo denominado morte pós-segregacional. A antitoxina é uma proteína instável degradada por uma protease ATP-dependente, enquanto a toxina é uma proteína estável que inibe um processo celular essencial. Essa diferença de estabilidade e a meia vida in vivo das duas proteínas é a chave para a funcionalidade dos sistemas TA. 3Após a divisão celular, cada célula filha vai herdar alguns dos complexos toxina-antitoxinas do citoplasma. Quando uma célula filha não herda uma cópia do plasmídeo, a síntese da antitoxina não é mais possível. 4 A degradação da antitoxina, subsequentemente, levará à liberação da toxina, que poderá então inibir um determinado processo celular, levando a célula à morte.Ccd (control of cell death) foi o primeiro sistema TA identificado e está localizado no plasmídeo F, com a toxina sendo denominada CcdB e a antitoxina CcdA.5 CcdB é conhecido por atuar em diferentes fases do ciclo catalítico da DNA girase, uma topoisomerase essencial para as células bacterianas.6 As estruturas cristalinas do CcdB, bem como de um complexo formado entre o CcdB e um relevante fragmento da cadeia A da DNA girase de Escherichia coli (GyrA14 EC ) já foram descritas. 7Nesta última, uma importante interação é observada entre o resíduo Trp99 do CcdB e Arg462 da girase. Esses estudos estruturais, associados à identificação de mutações que induzem a perda de atividade citotóxica do CcdB levaram à conclusão de que esses resíduos desempenham p...

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Effect of C‐terminal and N‐terminal dimerization and alanine scanning on antibacterial activity of the analogs of the peptide p‐BthTX‐I

Santos-Filho

Righetto²,

Pereira

et al. 2021

Peptide Science

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The peptide (p-BthTX-I) 2 [(KKYRYHLKPFCKK) 2 ] and its analog des-Lys 12 ,Lys 13 -(p-BthTX-I) 2 [(KKYRYHLKPFC) 2 ] showed activity against bacteria and potential specificity against prokaryotic cells. In this study, we synthesized the peptide des-Cys 11 ,Lys 12 ,Lys 13 -(p-BthTX-I) 2 K [(KKYRYHLKPF) 2 K] with a Lys instead of a Cys residue in the dimerization step, beginning the SPPS with Fmoc-Lys(Fmoc)-OH. This change avoided Cys oxidation, decreasing one step in the original peptide synthesis and obtaining a smaller and more stable peptide. The antimicrobial activity of the peptide des-Cys 11 ,Lys 12 ,Lys 13 -(p-BthTX-I) 2 K was superior to that of the (p-BthTX-I) 2 peptide against the bacterial strains tested. Additionally, to evaluate the impact of the linker position on peptide dimerization, we synthesized peptide E(p-BthTX-I) 2 [E(KKYRYHLKPFCKK) 2 ] using Fmoc-Glu-OH at the end of the synthesis. This N-terminal dimeric peptide did not increase the antibacterial activity, indicating that the free N-terminal is essential for (p-BthTX-I) 2 activity. Additionally, we observed lower antimicrobial activity by substituting positive and aromatic residues with Ala in the alanine scanning assay, irrespective of the amino acid change, indicating that each amino acid is essential for the mechanism of action of the peptide. Therefore, we demonstrated that the (p-BthTX-I) 2 analog, which is shorter and synthesized by an easier process leading to a more stable peptide, is the most antibacterial active peptide against multidrug-resistant bacteria and does not increase hemolysis activity.

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Peptides based on CcdB protein as novel inhibitors of bacterial topoisomerases

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Avaliação quantitativa da susceptibilidade do crescimento de Staphylococcus aureus na presença de sistemas antimicrobianos de alta complexidade

Avaliação quantitativa da susceptibilidade do crescimento de Staphylococcus aureus na presença de sistemas antimicrobianos de alta complexidade

Síntese, caracterização e estudos de interação de um análogo da antitoxina CcdA empregando fluorescência no estado estacionário

Effect of C‐terminal and N‐terminal dimerization and alanine scanning on antibacterial activity of the analogs of the peptide p‐BthTX‐I

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