抗微生物ペプチド
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抗微生物ペプチドは独特で多様な分子のグループであり、アミノ酸の組成と構造によってサブグループに分けられる。 多くの抗微生物ペプチドは12から50アミノ酸残基からなる。これらのペプチドには2つ以上の正に荷電した残基アルギニンとリジン(または酸性環境ではヒスチジン)、および通常50%を超える疎水性の残基が含まれる。 これら分子の二次構造は以下の4つのテーマに従う。2つ以上のジスルフィド結合の存在による1αヘリックス、2βシート、 1つのジスルフィド結合および/またはペプチド鎖の環化の存在による3βヘアピンまたはループ、および4引き伸ばし構造である。 これらのペプチドの多くは自由溶液中では構造をとらないが、生体膜の中では最終的な形態をとる。抗微生物ペプチドでは、ヘリックスのある面に沿って親水性の残基が並び、反対側には疎水性の残基が並ぶ。 抗微生物ペプチドのこの両親媒性が脂質二重膜への分配を可能にしている。膜への透過性付与はかならずしも必要ではなく、膜に作用する能力が抗微生物ペプチドの決定的な特徴である。 これらのペプチドは膜透過性付与からさまざまな細胞質の標的への作用と多岐にわたる。
細菌は、さまざまな耐性戦略を使い、抗微生物ペプチドによる死を防ぐ。 微生物には、表面の正味の電荷を変化させるものもある。「黄色ブドウ球菌」は、D-アラニンを細胞質から表面のテイコ酸へ輸送し、塩基性アミノ酸によって引き起こされる正味の負の電荷を減じる。 「黄色ブドウ球菌」は、その陰イオン性の膜をMprFを介してL-リジンで修飾し、正味の正の電荷を増やす。 「肺炎桿菌」のカプセル多糖は抗微生物ペプチドが膜ターゲットと相互作用するのを制限する。 リピドAにも変化が起こる。「サルモネラ」属は、ミリスチン酸の付加により増加したリピドAと2-ヒドロキシミリスチン酸を持つリピドAとの間の疎水的相互作用を増加させ、パルミチン酸の付加によりヘプタアシル化リピドAを形成することにより、外膜の流動性を減少させる。増加した疎水的モーメントにより、抗微生物ペプチドの挿入と小孔形成が遅れる、または阻止される。 膜タンパク質を変更させるものもある。いくらかのグラム陰性細菌では、外膜タンパク質の生産を変えることが、抗微生物ペプチドによる殺菌への抵抗に関係している。 ATP結合カセット(ABC)トランスポーターは抗微生物ペプチドを取り込み、resistance-nodulation cell-division efflux pumpで排出する。 このトランスポーターは両方とも抗微生物ペプチド耐性に関係している。細菌はタンパク質分解酵素を分泌し、それが抗微生物ペプチドを分解し、耐性を持たせているかもしれない。