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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Combining Experimental Evidence and Molecular Dynamic Simulations To Understand the Mechanism of Action of the Antimicrobial Octapeptide Jelleine-I

Texto completo
Autor(es):
dos Santos Cabrera, Marcia Perez [1, 2] ; Baldissera, Gisele [1, 3] ; Silva-Goncalves, Laiz da Costa [4] ; de Souza, Bibiana Monson [5] ; Riske, Karin A. [4] ; Palma, Mario Sergio [5] ; Ruggiero, Jose Roberto [1] ; Arcisio-Miranda, Manoel [4]
Número total de Autores: 8
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Estadual Paulista, Dept Fis, BR-15054000 Sao Paulo - Brazil
[2] Univ Estadual Paulista, Dept Quim & Ciencias Ambientais, BR-15054000 Sao Paulo - Brazil
[3] Fac Tecnol Catanduva, BR-15800200 Sao Paulo - Brazil
[4] Univ Fed Sao Paulo, Dept Biofis, BR-04023062 Sao Paulo - Brazil
[5] Univ Estadual Paulista, Ctr Estudos Insetos Sociais, BR-13506900 Sao Paulo - Brazil
Número total de Afiliações: 5
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: BIOCHEMISTRY; v. 53, n. 29, p. 4857-4868, JUL 29 2014.
Citações Web of Science: 8
Resumo

Jelleines are four naturally occurring peptides that comprise approximately eight or nine C-terminal residues in the sequence of the major royal jelly protein 1 precursor (Apis mellifera). The difference between these peptides is limited to one residue in the sequence, but this residue has a significant impact in their efficacy as antimicrobials. In peptidebilayer experiments, we demonstrated that the lytic, poreforming activity of Jelleine-I is similar to that of other cationic antimicrobial peptides, which exhibit stronger activity on anionic bilayers. Results from molecular dynamics simulations suggested that the presence of a proline residue at the first position is the underlying reason for the higher efficacy of Jelleine-I compared with the other jelleines. Additionally, simulations suggested that Jelleine-I tends to form aggregates in water and in the presence of mimetic membrane environments. Combined experimental evidence and simulations showed that the protonation of the histidine residue potentiates the interaction with anionic palmitoyloleoyl-phosphatidylcholine/palmitoyl-oleoyl-phosphatidylglycero l (POPC/POPG) (70:30) bilayers and reduces the free energy barrier for water passage. The interaction is driven by electrostatic interactions with the headgroup region of the bilayer with some disturbance of the acyl chain region. Our findings point to a mechanism of action by which aggregated Jelleine-I accumulates on the headgroup region of the membrane. Remaining in this form, Jelleine-I could exert pressure to accommodate its polar and nonpolar residues on the amphiphilic environment of the membrane. This pressure could open pores or defects, could disturb the bilayer continuity, and leakage would be observed. The agreement between experimental data and simulations in mimetic membranes suggests that this approach may be a valuable tool to the understanding of the molecular mechanisms of action. (AU)

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Processo FAPESP: 10/11823-0 - Mecanismos de Interações de Bicamadas Lipídicas e Substâncias Anfifílicas de Interesse Terapêutico
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Processo FAPESP: 10/52077-9 - Aspectos moleculares do sensor de voltagem de canais iônicos: estrutura cinética e evolução
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Beneficiário:Marcia Perez dos Santos Cabrera
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