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兩種抗菌肽與生物膜之間的相互作用的比較——結果和討論、結論

來源(yuan):上海謂(wei)載 瀏覽 1064 次 發布時間:2022-01-12

結果


抗菌肽在脂質單層中的滲透


通過測量(liang)表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)(ya)力(li)的增(zeng)量(liang),觀察(cha)到(dao)抗菌肽在不同初始表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)(ya)力(li)(π0)下嵌入到(dao)空(kong)氣/水(shui)界面(mian)(mian)上(shang)的脂質單層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)(?π)將肽添加到(dao)亞相(xiang)后(Brockman,1999;Verger和Pattus,1976)。Magainin 2在π0>12 mN/m時(shi)容(rong)易插入SOPC單層(ceng)(ceng)(圖1A),而在π0以上(shang)≈35 mN/m時(shi),其(qi)在膜中(zhong)(zhong)的滲(shen)透(tou)被(bei)消(xiao)除,因(yin)此該值表(biao)示(shi)該肽與SOPC膜相(xiang)互作(zuo)用的臨界包裝壓(ya)(ya)力(li)πc。根據其(qi)凈正電荷4(Matsuzaki,1998),當膜中(zhong)(zhong)酸性磷脂POPG的含量(liang)增(zeng)加時(shi),magainin 2向(xiang)脂質單層(ceng)(ceng)的滲(shen)透(tou)逐漸增(zeng)強(圖1 A)。因(yin)此,消(xiao)除magainin 2插入單層(ceng)(ceng)的πc值增(zeng)加至~39(XPG=0.1)、43(XPG=0.2)和46 mN/m(XPG=0.4)(圖1c)。相(xiang)反,在SOPC膜中(zhong)(zhong)加入膽固醇(Xchol=0.1)對magainin 2的滲(shen)透(tou)沒有顯著影響(圖1A)。

吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)的(de)π也(ye)顯(xian)著增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia),顯(xian)示(shi)其插入SOPC單層(ceng)(圖(tu)(tu)1b)。然(ran)而(er),吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)青素的(de)膜活性明顯(xian)高于magainin 2,具有πc≈65mN/m,用于SOPC膠(jiao)片。與magainin 2類似,單層(ceng)中(zhong)(zhong)POPG含(han)量的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)增(zeng)(zeng)(zeng)強了吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)青霉素的(de)滲透(tou),增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)了?π低(di)于~38 mN/m,與肽(tai)和脂質單層(ceng)之間的(de)靜(jing)電相互作用一(yi)致。然(ran)而(er),在后一(yi)個(ge)表(biao)面壓力值之上,吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)引起(qi)的(de)π增(zeng)(zeng)(zeng)量被POPG減(jian)(jian)弱。因(yin)此,與magainin 2相反,在存在POPG的(de)情況下,πc減(jian)(jian)小(xiao)(圖(tu)(tu)1c),在XPG=0.4時從~65 mN/m(對于SOPC單層(ceng))變為(wei)~50 mN/m。在SOPC單層(ceng)中(zhong)(zhong),吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)的(de)π也(ye)被膽固醇(X=0.1)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia),而(er)πc降低(di)至~54 mN/m。圖(tu)(tu)1所示(shi)的(de)magainin 2和吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)的(de)模式非(fei)常(chang)不同,后一(yi)種(zhong)肽(tai)的(de)明顯(xian)交叉點(dian)為(wei)~38 mN/m。


抗菌肽對雙層脂質動力學的影響


繼上述單層研(yan)究之后(hou),有(you)興趣(qu)探(tan)索肽(tai)對脂(zhi)質(zhi)動力學的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。這是(shi)通(tong)過(guo)使用(yong)熒光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜和(he)(he)不(bu)同(tong)脂(zhi)質(zhi)成分的(de)(de)(de)(de)LUV完成的(de)(de)(de)(de),記錄(lu)芘標記的(de)(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)磷(lin)脂(zhi)類似物PPDPC或PPDPG的(de)(de)(de)(de)發(fa)射(she)光(guang)(guang)譜(均為(wei)X=0.01)。對于(yu)SOPC LUV,添加(jia)(jia)magainin 2導致芘熒光(guang)(guang)顯(xian)著(zhu)猝滅,芘單體和(he)(he)準(zhun)分子發(fa)射(she)強(qiang)度平(ping)行降低(di),如Im所示(圖(tu)2)。作(zuo)(zuo)為(wei)XPG的(de)(de)(de)(de)一項功能,還(huan)研(yan)究了馬蓋寧(ning)2與脂(zhi)質(zhi)體結合的(de)(de)(de)(de)后(hou)果。當XPG從0.1增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)到(dao)0.4時(shi)(shi)(shi),觀(guan)察到(dao)由(you)于(yu)magainin 2在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)398 nm處(chu)逐(zhu)漸增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)Im(RFIm),而Im的(de)(de)(de)(de)初(chu)始(shi)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)量在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)明(ming)確定義的(de)(de)(de)(de)PG/magainin 2化(hua)學計量比~2、3和(he)(he)5時(shi)(shi)(shi)趨于(yu)平(ping)穩(圖(tu)2 A)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)這個初(chu)始(shi)階段之后(hou),直(zhi)到(dao)給定的(de)(de)(de)(de)化(hua)學計量比,還(huan)有(you)第二(er)個過(guo)程,其斜率也隨著(zhu)XPG的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)而增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(圖(tu)2b)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)XPG=0和(he)(he)0.1時(shi)(shi)(shi),Magainin 2僅引起Ie/Im的(de)(de)(de)(de)輕微(wei)(wei)變(bian)(bian)化(hua),而在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)XPG=0.2和(he)(he)0.4時(shi)(shi)(shi),分別(bie)減少10%和(he)(he)25%是(shi)明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(圖(tu)3 A)。為(wei)了區分脂(zhi)質(zhi)動力學中(zhong)(zhong)兩種性(xing)質(zhi)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua),即(ji)側向遷移(yi)率和(he)(he)微(wei)(wei)結構(gou)域(yu)形成,作(zuo)(zuo)為(wei)上述Ie/Im變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)根本原因,我們(men)還(huan)通(tong)過(guo)測量DPH的(de)(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)各(ge)向異性(xing)r來評(ping)估酰(xian)基(ji)鏈順序的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(圖(tu)3 B)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)缺(que)乏酸性(xing)磷(lin)脂(zhi)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下,Magainin 2幾乎不(bu)會引起r的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(圖(tu)3B)。然而,隨著(zhu)XPG的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia),加(jia)(jia)入(ru)magainin 2后(hou)脂(zhi)質(zhi)堆積和(he)(he)酰(xian)基(ji)鏈順序逐(zhu)漸增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(圖(tu)3b),XPG=0.4時(shi)(shi)(shi),r最大增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)1.4倍。值得注意的(de)(de)(de)(de)是(shi),XPG=0.1時(shi)(shi)(shi)Ie/Im沒(mei)有(you)變(bian)(bian)化(hua)以及酰(xian)基(ji)鏈順序的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)表(biao)明(ming)PPDPG正在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)發(fa)生微(wei)(wei)觀(guan)富集。有(you)趣(qu)的(de)(de)(de)(de)是(shi),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)存在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)膽(dan)固(gu)醇(chun)(Xchol=0.1)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下,由(you)于(yu)馬蓋寧(ning)2的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong),Im和(he)(he)Ie都(dou)顯(xian)著(zhu)降低(di),Ie/Im的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)不(bu)顯(xian)著(zhu)(圖(tu)2A和(he)(he)3A)。如前所述(van Ginkel et al.,1989),添加(jia)(jia)肽(tai)前r的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(圖(tu)3 B)揭示了通(tong)過(guo)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)膜中(zhong)(zhong)摻入(ru)膽(dan)固(gu)醇(chun)而增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)膜順序。然而,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)膽(dan)固(gu)醇(chun)存在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)下,magainin 2對r沒(mei)有(you)進一步的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(Xchol=0.1,圖(tu)3b)。


隨后,我(wo)們進(jin)行了(le)與上述相同的(de)(de)(de)測量,但(dan)使用吲哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)。與magainin 2類似(si),吲哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)也(ye)(ye)導(dao)致(zhi)SOPC LUV的(de)(de)(de)Im和Ie同時(shi)(shi)減(jian)少,如(ru)圖(tu)4a所(suo)示(shi)。然而,與magainin 2相反,當(dang)存在(zai)酸(suan)性(xing)磷(lin)脂POPG時(shi)(shi),芘(bi)熒光(guang)的(de)(de)(de)猝滅也(ye)(ye)很明顯(xian)。當(dang)肽(tai)/脂摩(mo)爾比(bi)為(wei)1/20時(shi)(shi),Im按XPG?0.40.20.10順(shun)(shun)序下(xia)降(jiang)。當(dang)XPG=0.4且肽(tai)/脂摩(mo)爾比(bi)>1:12.5時(shi)(shi),Im值進(jin)一(yi)步降(jiang)低。吲哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)引起的(de)(de)(de)Im最大減(jian)量為(wei)15%(XPG=0)至40%(XPG=0.4)。盡管Im降(jiang)低,但(dan)Ie/Im未顯(xian)示(shi)因吲哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)引起的(de)(de)(de)顯(xian)著(zhu)(zhu)變化(圖(tu)4b)。有(you)趣的(de)(de)(de)是(shi),在(zai)Xchol=0.1時(shi)(shi)測量到Im的(de)(de)(de)最大下(xia)降(jiang)(圖(tu)4a)。與magainin 2類似(si),當(dang)吲哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)添(tian)加(jia)到SOPC LUV中時(shi)(shi),DPH各向(xiang)異性(xing)r保(bao)持不變(圖(tu)5a)。然而,在(zai)含有(you)酸(suan)性(xing)磷(lin)脂的(de)(de)(de)膜(mo)中,吲哚(duo)(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)導(dao)致(zhi)脂質堆積增(zeng)加(jia)和酰基鏈(lian)順(shun)(shun)序增(zeng)加(jia),明顯(xian)表(biao)現為(wei)r增(zeng)加(jia)(圖(tu)5a)。此外,r的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)取決(jue)于(yu)XPG,隨著(zhu)(zhu)雙(shuang)層中酸(suan)性(xing)磷(lin)脂含量的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)而增(zeng)加(jia)(圖(tu)5b)。相應(ying)的(de)(de)(de)最大增(zeng)幅(fu)為(wei)1.05倍至1.39倍。在(zai)膽固醇(chun)存在(zai)的(de)(de)(de)情況下(xia),也(ye)(ye)觀察到吲哚(duo)(duo)(duo)肽(tai)引起的(de)(de)(de)膜(mo)酰基鏈(lian)順(shun)(shun)序的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),使r增(zeng)加(jia)1.06倍(圖(tu)5a)。




抗菌肽對膜拓撲結構的影響


由于上述magainin 2和(he)(he)(he)吲哚西啶對單層和(he)(he)(he)LUV具有(you)明顯(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)成分(fen)(fen)(fen)依賴性(xing)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong),因此(ci)有(you)興趣使用(yong)(yong)巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)型脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)比較(jiao)這(zhe)些(xie)(xie)肽對宏觀(guan)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維拓(tuo)撲(pu)(pu)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響,無論是否含有(you)PG,都可(ke)(ke)以在(zai)(zai)(zai)交流(liu)電場中(zhong)(zhong)形(xing)成由SOPC組(zu)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)。即使暴露于大(da)(da)(da)量肽(~2 fmol,~4 pl=200次重復(fu)(fu)注射(she)(she),數(shu)據未顯(xian)(xian)示(shi)),SOPC膜(mo)(mo)也(ye)(ye)不(bu)受magainin 2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。同樣,由SOPC和(he)(he)(he)膽固醇(Xchol=0.1)組(zu)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)也(ye)(ye)不(bu)受此(ci)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬蓋寧2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(數(shu)據未顯(xian)(xian)示(shi))。然而,在(zai)(zai)(zai)存在(zai)(zai)(zai)POPG(XPG=0.1)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,已經~0.01 fmol(單次~20 fl注射(she)(she))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)magainin 2應用(yong)(yong)于巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)囊(nang)(nang)泡(pao)表(biao)(biao)面(mian),顯(xian)(xian)著(zhu)影響巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)拓(tuo)撲(pu)(pu)結(jie)構(圖6 B)。更具體(ti)(ti)地說(shuo),在(zai)(zai)(zai)~1分(fen)(fen)(fen)鐘內(nei)(nei)(nei),小(xiao)(xiao)顆(ke)粒(θ≈0.9米(mi))出現在(zai)(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊(nang)(nang)泡(pao)內(nei)(nei)(nei)。隨(sui)后(hou)注射(she)(she)高達(da)~0.1 fmol(約(yue)(yue)200 fl)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)magainin 2不(bu)會引(yin)(yin)起進(jin)(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)見變(bian)(bian)化。在(zai)(zai)(zai)總(zong)共(gong)添加約(yue)(yue)0.2 fmol的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)肽后(hou),膜(mo)(mo)開始起伏,形(xing)成致(zhi)密(mi)顆(ke)粒(θ≈4 m)在(zai)(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)(nei)可(ke)(ke)見(圖6 C)。在(zai)(zai)(zai)~5分(fen)(fen)(fen)鐘內(nei)(nei)(nei),幾(ji)個小(xiao)(xiao)顆(ke)粒(θ≈0.9 m)出現在(zai)(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)(圖6 D)。隨(sui)后(hou),大(da)(da)(da)多數(shu)小(xiao)(xiao)顆(ke)粒進(jin)(jin)(jin)入巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)囊(nang)(nang)泡(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)腔(qiang)。這(zhe)些(xie)(xie)內(nei)(nei)(nei)吞小(xiao)(xiao)泡(pao)似乎(hu)在(zai)(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)(nei)自由移動(dong),在(zai)(zai)(zai)隨(sui)后(hou)30分(fen)(fen)(fen)鐘的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察中(zhong)(zhong)沒有(you)進(jin)(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化。進(jin)(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)注射(she)(she)magainin 2,提供總(zong)共(gong)0.3 fmol的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)肽,引(yin)(yin)起類似內(nei)(nei)(nei)吞作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng),出現直(zhi)徑約(yue)(yue)8 m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)顆(ke)粒(圖6 E)。約(yue)(yue)10分(fen)(fen)(fen)鐘后(hou),巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)(nei)約(yue)(yue)0.9-m顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量繼續(xu)增(zeng)加。偶爾,這(zhe)些(xie)(xie)顆(ke)粒也(ye)(ye)出現在(zai)(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)囊(nang)(nang)泡(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外表(biao)(biao)面(mian),并(bing)釋(shi)放到外部緩沖液中(zhong)(zhong)(圖6 E)。隨(sui)后(hou)添加magainin 2(~0.7 fmol)使膜(mo)(mo)不(bu)穩(wen)定并(bing)誘導進(jin)(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊(nang)(nang)泡(pao)形(xing)成(圖6 F)。這(zhe)些(xie)(xie)內(nei)(nei)(nei)吞囊(nang)(nang)泡(pao)在(zai)(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)(nei)彼(bi)此(ci)分(fen)(fen)(fen)離,巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)囊(nang)(nang)泡(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)小(xiao)(xiao)明顯(xian)(xian)減小(xiao)(xiao)(圖6f)。最終,在(zai)(zai)(zai)進(jin)(jin)(jin)一(yi)(yi)步(bu)添加magainin 2(高達(da)~1.5 fmol)后(hou),巨(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)膜(mo)(mo)崩塌。上述形(xing)態學變(bian)(bian)化具有(you)高度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)重復(fu)(fu)性(xing)。


隨(sui)(sui)后(hou)(hou),我們研(yan)究了吲(yin)哚西丁(ding)對由SOPC及其與POPG(XPG=0.1)的(de)(de)混合物組成的(de)(de)巨(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)的(de)(de)影響。對于(yu)SOPC巨(ju)(ju)(ju)型脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti),唯一明顯的(de)(de)變化(hua)是在(zai)(zai)其表(biao)(biao)面應用~2 fmol(~200次注射)吲(yin)哚西丁(ding)后(hou)(hou)出(chu)(chu)現輕微(wei)收(shou)縮(數據未顯示)。然(ran)而,當囊(nang)泡含(han)有(you)POPG(X=0.1)時,吲(yin)哚西丁(ding)(~0.5 fmol)誘導類似(si)內吞作用的(de)(de)過程(圖(tu)7),巨(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)內出(chu)(chu)現小(xiao)(xiao)顆粒(li)(~0.9 m)。添加(jia)約(yue)0.5 fmol吲(yin)哚西丁(ding)(50次注射)后(hou)(hou),暴露于(yu)吲(yin)哚西丁(ding)的(de)(de)巨(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)表(biao)(biao)面區域(yu)變暗,折射率(lv)發生顯著變化(hua),表(biao)(biao)明形成緊密堆積(ji)的(de)(de)三維結構,僅部分(fen)保(bao)留在(zai)(zai)焦(jiao)平面內(圖(tu)7b)。小(xiao)(xiao)粒(li)子(θ)≈在(zai)(zai)上述聚集體(ti)形成后(hou)(hou)約(yue)1分(fen)鐘內,巨(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)內出(chu)(chu)現0.9 m(圖(tu)7 C)。隨(sui)(sui)后(hou)(hou)再添加(jia)0.1 fmol吲(yin)哚西啶后(hou)(hou),膜表(biao)(biao)面的(de)(de)聚集物仍然(ran)存在(zai)(zai),更多的(de)(de)小(xiao)(xiao)直(zhi)徑(jing)顆粒(li)出(chu)(chu)現在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)大(da)(da)的(de)(de)囊(nang)泡內(圖(tu)7,DF)。這種類似(si)內吞作用的(de)(de)過程在(zai)(zai)隨(sui)(sui)后(hou)(hou)添加(jia)吲(yin)哚西丁(ding)的(de)(de)情況下重復,大(da)(da)量小(xiao)(xiao)顆粒(li)逐(zhu)漸積(ji)聚在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)內,并(bing)且巨(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)的(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)略有(you)減(jian)小(xiao)(xiao)。



隨后,我們(men)研究了吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)丁(ding)對由SOPC和膽固醇(chun)組成(cheng)的(de)(de)巨(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)質體(ti)(Xchol?0.1)的(de)(de)影響。吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)丁(ding)在(zai)膽固醇(chun)存(cun)在(zai)的(de)(de)情(qing)(qing)況下也(ye)會引起巨(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)質體(ti)的(de)(de)起泡。形成(cheng)的(de)(de)內吞小泡在(zai)巨(ju)(ju)大(da)(da)小泡的(de)(de)表(biao)面上深度(du)聚集(ji)(圖8b)。具體(ti)地說,在(zai)添(tian)加(jia)約0.2 fmol吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)啶(~400 fl,20次注射,圖8 B)后約5 s內,巨(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)質體(ti)表(biao)面出現一簇小顆粒(li)。隨后,聚集(ji)物(wu)轉移(yi)到巨(ju)(ju)大(da)(da)的(de)(de)脂(zhi)質體(ti)中,同(tong)時也(ye)有少量(liang)內吞顆粒(li)(θ≈0.9米)處可見。進(jin)一步(bu)添(tian)加(jia)吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)丁(ding)會增加(jia)這些(xie)顆粒(li)的(de)(de)數量(liang),并導致巨(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)質體(ti)收縮。然而(er),即使在(zai)暴露于~2 fmol吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(200次注射,數據未顯示)的(de)(de)情(qing)(qing)況下,膜大(da)(da)體(ti)上仍保持完整。



討論


馬蓋寧2和吲哚青霉素的膜活性


單(dan)(dan)層(ceng)實驗顯示,magainin 2和吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)啶具有(you)(you)高度(du)(du)的膜(mo)活性(圖(tu)1),在空氣(qi)/水界(jie)面(mian)上的脂質膜(mo)下(xia)注(zhu)射后(hou),表面(mian)壓(ya)力(li)(li)顯著增(zeng)(zeng)加(jia)。根據(ju)(ju)膜(mo)的組成,發(fa)現了與(yu)(yu)表面(mian)壓(ya)力(li)(li)πc對應的臨界(jie)堆積(ji)密度(du)(du),超過該密度(du)(du),這些肽不(bu)(bu)再(zai)與(yu)(yu)單(dan)(dan)層(ceng)相(xiang)(xiang)互作用(yong),從而(er)導致π的增(zeng)(zeng)加(jia)(Verger和Pattus,1976)。盡管這兩種肽插入兩性離(li)子(zi)(zi)磷脂酰膽堿單(dan)(dan)分子(zi)(zi)膜(mo),但它(ta)們優先與(yu)(yu)酸性磷脂相(xiang)(xiang)互作用(yong),與(yu)(yu)其(qi)凈(jing)陽(yang)離(li)子(zi)(zi)電(dian)荷保(bao)持一(yi)致(Matsuzaki等(deng)人(ren),1991、1993、1995a、1998;Ladokhin等(deng)人(ren),1997)。然而(er),PG對其(qi)穿(chuan)(chuan)透(tou)力(li)(li)的影響(xiang)明顯不(bu)(bu)同,吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)丁(ding)在~38 mN/m的表面(mian)壓(ya)力(li)(li)下(xia)有(you)(you)一(yi)個交叉(cha)點,吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)丁(ding)的斜(xie)率為?存在PG時(shi),π與(yu)(yu)π0的比值變(bian)得更(geng)陡(圖(tu)1)。相(xiang)(xiang)比之下(xia),斜(xie)坡??與(yu)(yu)π0相(xiang)(xiang)比,magainin 2的穿(chuan)(chuan)透(tou)力(li)(li)未(wei)因(yin)(yin)PG的存在而(er)改變(bian)(圖(tu)1A)。我(wo)們的數(shu)據(ju)(ju)表明,magainin 2更(geng)表面(mian)地附著于單(dan)(dan)層(ceng),其(qi)穿(chuan)(chuan)透(tou)深(shen)度(du)(du)增(zeng)(zeng)加(jia)PG,并隨著表面(mian)壓(ya)力(li)(li)的增(zeng)(zeng)加(jia)而(er)逐漸減小,其(qi)長軸相(xiang)(xiang)對于層(ceng)平(ping)(ping)面(mian)的角度(du)(du)在不(bu)(bu)同壓(ya)力(li)(li)下(xia)保(bao)持相(xiang)(xiang)對不(bu)(bu)變(bian)。上述(shu)magainin 2與(yu)(yu)脂質單(dan)(dan)分子(zi)(zi)膜(mo)的相(xiang)(xiang)互作用(yong)模式可兼(jian)容(rong)1)其(qi)主要(yao)為=-螺(luo)旋構象,PG增(zeng)(zeng)加(jia)=-螺(luo)旋度(du)(du)(Wieprecht et al.,1997),和2)該肽在其(qi)長軸平(ping)(ping)行于層(ceng)平(ping)(ping)面(mian)的情況下(xia)向脂質雙層(ceng)的淺層(ceng)滲透(tou)(Bechinger等(deng)人(ren),1993年;Matsuzaki等(deng)人(ren),1994年)。在π>πc時(shi),magainin 2仍可能與(yu)(yu)單(dan)(dan)層(ceng)中的PG靜電(dian)結合,盡管沒有(you)(you)穿(chuan)(chuan)透(tou)膜(mo),因(yin)(yin)此不(bu)(bu)會導致π增(zeng)(zeng)加(jia)。最(zui)后(hou),我(wo)們的數(shu)據(ju)(ju)還(huan)表明,與(yu)(yu)雙層(ceng)不(bu)(bu)同,magainin 2不(bu)(bu)會在脂質單(dan)(dan)層(ceng)中采用(yong)垂直方向(即其(qi)=-螺(luo)旋的長軸垂直于層(ceng)平(ping)(ping)面(mian))。


對于(yu)測試的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)所有(you)單層(ceng)組成(cheng)(cheng),吲哚(duo)(duo)青(qing)霉素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)πc值(zhi)超過了馬蓋寧2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測量值(zhi)(圖1 c),表明該(gai)肽(tai)在(zai)(zai)(zai)(zai)酰基(ji)鏈之(zhi)間有(you)效插入和插層(ceng)。吲哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)(ding)在(zai)(zai)(zai)(zai)~38 mN/m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)叉點值(zhi)得關(guan)注。在(zai)(zai)(zai)(zai)后一個表面(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)之(zhi)下,表面(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)量??在(zai)(zai)(zai)(zai)PG存在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下,吲哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)(ding)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應增(zeng)強,而(er)在(zai)(zai)(zai)(zai)較高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)初始(shi)脂(zhi)質(zhi)堆(dui)積密度下觀察到相反的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應。有(you)趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),不(bu)管脂(zhi)質(zhi)成(cheng)(cheng)分(即PG的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)(zai))如何(he),交(jiao)叉點幾乎保持不(bu)變,因此表明它可以完全(quan)由表面(mian)(mian)壓(ya)力(li)(li)決定,而(er)不(bu)管靜(jing)電相互作(zuo)用如何(he)。一種(zhong)可能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機制是(shi),在(zai)(zai)(zai)(zai)π0>38 mN/m時,吲哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)(ding)以壓(ya)力(li)(li)依(yi)賴(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方式改變其在(zai)(zai)(zai)(zai)單層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)取(qu)向,可能是(shi)從其長軸相對于(yu)層(ceng)平面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平行到垂(chui)直取(qu)向(圖9,B和C),從而(er)減少面(mian)(mian)積/肽(tai)并減少?π.此外,一些靜(jing)電結合(he)吲哚(duo)(duo)肽(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PG分子(zi)也可能與單層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磷脂(zhi)方向不(bu)同。換句話說(shuo),吲哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)(ding)與其相關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PG將形(xing)成(cheng)(cheng)一種(zhong)超分子(zi)復(fu)合(he)物(wu),其取(qu)向將取(qu)決于(yu)壓(ya)力(li)(li)。這在(zai)(zai)(zai)(zai)圖9中示(shi)意(yi)性地示(shi)出。重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),所提(ti)(ti)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)肽(tai)連接磷脂(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)新定向將與最近(jin)提(ti)(ti)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)型(xing)兼(jian)容,在(zai)(zai)(zai)(zai)該(gai)模(mo)(mo)型(xing)中,穿(chuan)過雙層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一部(bu)分將由脂(zhi)質(zhi)頭基(ji)構成(cheng)(cheng)(Ludtke et al.,1996)。



magainin 2和吲哚西啶對雙層脂質動力學的影響


雖然熒光光譜顯(xian)示,馬蓋寧(ning)2和(he)吲哚(duo)西啶對(dui)脂質動(dong)力(li)學(xue)的(de)影響存在(zai)(zai)(zai)明顯(xian)差異,但也存在(zai)(zai)(zai)一些明顯(xian)的(de)相似之處。因此,DPH各向(xiang)異性r的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)表明,在(zai)(zai)(zai)存在(zai)(zai)(zai)酸(suan)性磷(lin)脂的(de)情況(kuang)下(xia),這兩種肽都(dou)會導致酰基鏈順序(xu)的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia),這種影響的(de)程度(du)隨著XPG的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)而增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(圖3b和(he)5b)。同(tong)樣,在(zai)(zai)(zai)膽固醇(chun)存在(zai)(zai)(zai)的(de)情況(kuang)下(xia),兩種肽對(dui)芘熒光的(de)有效(xiao)猝滅也很明顯(xian)(圖2a和(he)4a)。這可(ke)能(neng)與膽固醇(chun)的(de)OH基團和(he)馬蓋寧(ning)的(de)E19殘(can)基之間的(de)相互作用有關(Tytler等人,1995年),該肽在(zai)(zai)(zai)膜中(zhong)具(ju)有跨膜取向(xiang)。當(dang)Xchol=0.1時(shi),r值(zhi)的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)是由于吲哚(duo)西丁所(suo)致,而馬加(jia)(jia)寧(ning)則無(wu)影響。這表明,在(zai)(zai)(zai)膽固醇(chun)存在(zai)(zai)(zai)的(de)情況(kuang)下(xia),吲哚(duo)肽可(ke)能(neng)采用跨雙層(ceng)取向(xiang),其長軸垂直于雙層(ceng)平面。


 這兩種抗菌肽(tai)對芘標記的(de)磷脂類似物的(de)猝滅(mie)機制(zhi)令人感興趣。可(ke)(ke)(ke)(ke)能(neng)涉及π-陽離子相互(hu)作用(yong)(Dougherty,1996),后(hou)者由肽(tai)的(de)堿性(xing)(xing)殘基表(biao)示。吲哚(duo)西丁具有(you)較高的(de)Trp含量(39%),可(ke)(ke)(ke)(ke)促進其分配到脂質(zhi)(zhi)雙層(Wimley和(he)White,1996)。因(yin)此,芘和(he)色氨酸之間的(de)π-相互(hu)作用(yong)也是可(ke)(ke)(ke)(ke)能(neng)的(de)。已經證明(ming),色氨酸可(ke)(ke)(ke)(ke)以淬滅(mie)膠(jiao)束溶液(ye)中各種芘衍生物的(de)熒(ying)光發(fa)射(Encinas和(he)Lissi,1986;Altamirano等人,1998)。另一(yi)種可(ke)(ke)(ke)(ke)能(neng)性(xing)(xing)是鏈(lian)反(fan)轉(Holopainen et al.,1999),通過肽(tai)與脂質(zhi)(zhi)雙層結合,導致芘部分調節到更(geng)極(ji)性(xing)(xing)的(de)環境中,從(cong)而(er)增加熒(ying)光團微環境的(de)極(ji)性(xing)(xing),并導致量子產率降低。


除上(shang)述相(xiang)似性(xing)(xing)外,當使用芘標記的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)質類似物研(yan)究(jiu)酸性(xing)(xing)磷(lin)脂(zhi)對(dui)脂(zhi)質動力學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)時,兩(liang)(liang)種(zhong)肽之間也(ye)存在(zai)明(ming)(ming)顯差(cha)異。Magainin 2導(dao)致兩(liang)(liang)性(xing)(xing)磷(lin)脂(zhi)組成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)LUV的(de)(de)(de)(de)(de)(de)芘發射顯著猝(cu)(cu)滅(mie)(圖2A)。然(ran)而,在(zai)PG存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,芘的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單體強度增(zeng)加,XPG逐(zhu)漸(jian)增(zeng)加了這種(zhong)效(xiao)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幅度(圖2A)。圓二色性(xing)(xing)、拉曼光譜、傅里葉(xie)變換紅外光譜和固態核磁共振研(yan)究(jiu)表明(ming)(ming),馬蓋寧在(zai)與(yu)脂(zhi)質雙(shuang)層結合時采用螺(luo)旋構象(Matsuzaki等(deng)(deng)人(ren),1989年(nian)、1991年(nian);Williams等(deng)(deng)人(ren),1990年(nian);Jackson等(deng)(deng)人(ren),1992年(nian);Bechinger等(deng)(deng)人(ren),1993年(nian);Wieprecht等(deng)(deng)人(ren),1997年(nian);Hirsh等(deng)(deng)人(ren),1996年(nian))。magainin 2對(dui)兩(liang)(liang)種(zhong)膜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這些不同影(ying)響(xiang)可能是由于(yu)(yu)1)通(tong)過與(yu)肽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)帶(dai)正電(dian)基團(tuan)(例如賴氨(an)酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)?氨(an)基)直接(jie)接(jie)觸使芘熒(ying)光猝(cu)(cu)滅(mie),或2)插入雙(shuang)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)=-螺(luo)旋肽改變熒(ying)光團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微環境,與(yu)層平(ping)面平(ping)行,如上(shang)所(suo)述。然(ran)而,在(zai)PG存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,肽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)正電(dian)荷(he)應(ying)(ying)在(zai)與(yu)酸性(xing)(xing)磷(lin)脂(zhi)形成靜(jing)電(dian)復合物時被中和,從(cong)而減少由于(yu)(yu)π-陽(yang)離子相(xiang)互作用導(dao)致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)芘熒(ying)光猝(cu)(cu)滅(mie)。


有(you)趣(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是,在(zai)存在(zai)酸性(xing)磷脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下,肌動(dong)蛋(dan)白/脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)摩(mo)(mo)爾(er)比(在(zai)該摩(mo)(mo)爾(er)比下,肌動(dong)蛋(dan)白的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)初(chu)始增(zeng)量(liang)趨于(yu)(yu)穩(wen)定)分別(bie)為(wei)1:21、1:16和(he)(he)1:12.5,對應(ying)于(yu)(yu)XPG=0.1、0.2和(he)(he)0.4(圖(tu)2A),分別(bie)產生1:2、1:3和(he)(he)1:5的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)肌動(dong)蛋(dan)白/磷脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)化(hua)學計(ji)量(liang)比。同時,DPH的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)初(chu)始r增(zeng)量(liang)在(zai)magainin/脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)摩(mo)(mo)爾(er)比為(wei)~1:30、1:12和(he)(he)1:5時趨于(yu)(yu)平穩(wen)(XPG分別(bie)為(wei)0.1、0.2和(he)(he)0.4),對應(ying)于(yu)(yu)大約1:3、1:2.5和(he)(he)1:2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)magainin/PG化(hua)學計(ji)量(liang)比(圖(tu)3)。據(ju)報道,在(zai)這(zhe)些(xie)肽/脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)摩(mo)(mo)爾(er)比下,magainin可插入含酸性(xing)磷脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜中(zhong)(Ludtke等人(ren),1994年(nian))。此外,已經證明,雙分子層中(zhong)magainin的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)=-螺旋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向取(qu)決于(yu)(yu)肽與脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)摩(mo)(mo)爾(er)比,在(zai)上(shang)述化(hua)學計(ji)量(liang)比下,螺旋應(ying)垂直于(yu)(yu)膜表面插入,在(zai)含PG的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜中(zhong)形成孔(Ludtke等人(ren),1996)。這(zhe)些(xie)孔不僅由(you)兩親螺旋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極性(xing)面組成,而且(qie)還由(you)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極性(xing)頭基(ji)組成,內(nei)外單層通過這(zhe)些(xie)孔襯脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)是連續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。膜中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)種結(jie)構可能會(hui)降(jiang)(jiang)低探針芘部分微(wei)環境的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極性(xing),從而提高(gao)其量(liang)子產率。有(you)趣(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是,當XPG>0.1時,magainin 2逐漸降(jiang)(jiang)低Ie/Im值(圖(tu)3 A),這(zhe)與增(zeng)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)酰基(ji)鏈順序減少(shao)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)側向擴(kuo)散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速率一致(zhi)。然而,由(you)于(yu)(yu)magainin 2已經在(zai)XPG=0.1時增(zeng)加了(le)r,Ie/Im沒(mei)有(you)變化(hua),我們可以得出結(jie)論(lun),PPDPG探針向微(wei)區富集以及其橫向擴(kuo)散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)減少(shao)正(zheng)在(zai)發生。


與(yu)(yu)(yu)(yu)magainin 2類似(si),吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)青霉素與(yu)(yu)(yu)(yu)陰離(li)(li)子(zi)(zi)和兩性(xing)離(li)(li)子(zi)(zi)囊泡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)結(jie)合非常不(bu)同(tong)(圖1b、4和5),與(yu)(yu)(yu)(yu)先前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平衡透析研究一致(zhi)(zhi)(Ladokhin et al.,1997)。雖然芘熒(ying)光的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)猝(cu)(cu)滅(mie)顯示吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)肽(tai)被(bei)分(fen)(fen)(fen)配(pei)到(dao)(dao)SOPC雙(shuang)層(ceng)中(zhong),但對膜(mo)(mo)酰基鏈(lian)(lian)(lian)順(shun)序幾乎沒有影響(圖5)。相反(fan),吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)啶與(yu)(yu)(yu)(yu)陰離(li)(li)子(zi)(zi)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互作用導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)脂(zhi)酰鏈(lian)(lian)(lian)順(shun)序增(zeng)加(jia),明顯表現為DPH熒(ying)光各向異性(xing)增(zeng)加(jia),并對XPG呈S形(xing)依賴(圖5)。與(yu)(yu)(yu)(yu)magainin 2相反(fan),吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)芘單體和準(zhun)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)發射強度(du)(du)顯著平行(xing)降低(di),與(yu)(yu)(yu)(yu)脂(zhi)質成分(fen)(fen)(fen)無關,Ie/Im變化較(jiao)小(xiao)(xiao)(圖4)。相應地,吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)誘導(dao)(dao)酸性(xing)PG富集(ji)到(dao)(dao)微(wei)區。有趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是,在吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)/脂(zhi)質摩爾(er)比(bi)為1:20以(yi)(yi)下,芘Im的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)少(shao)(shao)順(shun)序為XPG=0.40.20.10(圖4a),而(er)(er)在吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)/脂(zhi)質摩爾(er)比(bi)為1:10時(shi),Im的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)少(shao)(shao)對XPG的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)依賴性(xing)相反(fan)。這種(zhong)變化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能機(ji)制如下。在低(di)肽(tai)/脂(zhi)摩爾(er)比(bi)時(shi),吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)似(si)乎被(bei)調(diao)節到(dao)(dao)雙(shuang)層(ceng)界面(mian)(Ladokhin等(deng)人(ren),1997),芘標記鏈(lian)(lian)(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鏈(lian)(lian)(lian)反(fan)轉(Holopainen等(deng)人(ren),1999)使該部分(fen)(fen)(fen)更接近雙(shuang)層(ceng)表面(mian),從而(er)(er)允許其與(yu)(yu)(yu)(yu)吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本殘基接觸。后者通過π-陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)相互作用導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)芘部分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碰(peng)撞猝(cu)(cu)滅(mie)。然而(er)(er),隨(sui)著XPG的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),我們可以(yi)(yi)預(yu)期PG頭基與(yu)(yu)(yu)(yu)吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)堿(jian)性(xing)殘基發生靜電結(jie)合,從而(er)(er)阻止芘與(yu)(yu)(yu)(yu)吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽(yang)離(li)(li)子(zi)(zi)殘基之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直接接觸。隨(sui)著肽(tai)濃度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia),吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)肽(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)結(jie)合以(yi)(yi)協同(tong)方式增(zeng)強,猝(cu)(cu)滅(mie)效率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)逆轉可能涉及雙(shuang)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)層(ceng)中(zhong)脂(zhi)肽(tai)復合物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)集(ji)。因此,在酸性(xing)含(han)磷脂(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)中(zhong),吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)對芘的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)猝(cu)(cu)滅(mie)作用較(jiao)小(xiao)(xiao)。當吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)肽(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)(du)增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)肽(tai)/脂(zhi)比(bi)1:10以(yi)(yi)上時(shi),肽(tai)將以(yi)(yi)高度(du)(du)協同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方式并入膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)酰基鏈(lian)(lian)(lian)區域(Ha等(deng)人(ren),2000)(圖9 E),而(er)(er)在中(zhong)性(xing)膜(mo)(mo)中(zhong),肽(tai)位于(yu)(yu)界面(mian)(圖9 D)。插入吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量取(qu)決于(yu)(yu)雙(shuang)層(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)XPG,導(dao)(dao)致(zhi)(zhi)吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)(xi)丁(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Trp殘基的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)猝(cu)(cu)滅(mie)占主導(dao)(dao)地位,與(yu)(yu)(yu)(yu)XPG=0.4時(shi)Im的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯著減(jian)少(shao)(shao)一致(zhi)(zhi)(圖4a)。


馬蓋寧2和吲哚西啶對巨脂質體的影響


細(xi)胞質(zhi)(zhi)(zhi)膜(mo)通(tong)透性(xing)被(bei)認為(wei)是(shi)馬(ma)加(jia)(jia)寧和吲(yin)哚(duo)肽(tai)(tai)等(deng)(deng)(deng)肽(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗菌(jun)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)(Matsuzaki,1998,1999;Sitaram和Nagaraj,1999),并提出(chu)(chu)了(le)幾種機制(zhi)模型(xing)(綜述見Bechinger,1999)。孔(kong)或通(tong)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)被(bei)認為(wei)會(hui)導(dao)致(zhi)跨膜(mo)電位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耗(hao)散和脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)不(bu)(bu)對(dui)(dui)(dui)稱(Falla等(deng)(deng)(deng)人(ren),1996年;Matsuzaki,1998年,1999年;Sitaram和Nagaraj,1999年)。Magainin 2和吲(yin)哚(duo)肽(tai)(tai)應(ying)按照定義的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)插(cha)入脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)雙(shuang)(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng),與(yu)所(suo)有疏(shu)水(shui)氨基(ji)酸(suan)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)構(gou)(gou)象,形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)個表面,然后與(yu)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疏(shu)水(shui)核(he)心接(jie)觸。因(yin)此,這(zhe)些肽(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)插(cha)入迫使磷(lin)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)酰基(ji)鏈分(fen)(fen)開(kai)。這(zhe)些肽(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗菌(jun)作用(yong)還(huan)可(ke)能包括(kuo)局部(bu)相變,如(ru)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)肽(tai)(tai)膠(jiao)束從雙(shuang)(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)分(fen)(fen)離(li),或由(you)于(yu)插(cha)入肽(tai)(tai)引起膜(mo)曲(qu)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)局部(bu)變化(hua),這(zhe)可(ke)能導(dao)致(zhi)雙(shuang)(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)局部(bu)坍塌(ta)。在(zai)(zai)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)水(shui)平上,這(zhe)些過程可(ke)能是(shi)本文報道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)magainin 2和吲(yin)哚(duo)美辛誘導(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)大囊(nang)泡(pao)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)。magainin的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂解(jie)活(huo)性(xing)對(dui)(dui)(dui)靶膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)高度(du)(du)敏(min)感,該肽(tai)(tai)優先結(jie)合并滲(shen)透陰離(li)子(zi)(zi)(zi)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)膜(mo)(Matsuzaki等(deng)(deng)(deng)人(ren),1991、1993、1995a、1998)。因(yin)此,對(dui)(dui)(dui)微生物致(zhi)死(si)濃度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)蓋寧不(bu)(bu)會(hui)裂解(jie)哺(bu)乳動(dong)物細(xi)胞,因(yin)為(wei)哺(bu)乳動(dong)物細(xi)胞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)(zhi)膜(mo)外層(ceng)(ceng)不(bu)(bu)含帶(dai)負(fu)電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磷(lin)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(Ma tsuzaki,1999)。大腸桿(gan)菌(jun)暴露于(yu)magainin會(hui)導(dao)致(zhi)細(xi)菌(jun)表面出(chu)(chu)現氣(qi)泡(pao)(Matsuzaki等(deng)(deng)(deng)人(ren),1997年)。在(zai)(zai)本研究(jiu)中(zhong),觀察到由(you)馬(ma)蓋寧2和吲(yin)哚(duo)青(qing)霉素誘導(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊(nang)泡(pao)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng),這(zhe)代表了(le)它們與(yu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)雙(shuang)(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)結(jie)合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)更宏(hong)觀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)。重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),酸(suan)性(xing)PG的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)是(shi)兩種肽(tai)(tai)產生囊(nang)泡(pao)所(suo)必需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。巨(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊(nang)泡(pao)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)需要(yao)反復應(ying)用(yong)magainin 2,因(yin)此暗示(shi)了(le)一(yi)(yi)種濃度(du)(du)依賴性(xing)作用(yong)機制(zhi)。已經證明,在(zai)(zai)存(cun)在(zai)(zai)magainin的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔(kong)隙是(shi)短暫(zan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),具(ju)有有限的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽(shou)命(Matsuzaki等(deng)(deng)(deng)人(ren),1995b)。當附(fu)近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔(kong)隙崩解(jie)時,可(ke)能形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)肽(tai)(tai)和脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)超分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)復合物,從而(er)(er)導(dao)致(zhi)雙(shuang)(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)短暫(zan)破壞(圖6)。同時,一(yi)(yi)些肽(tai)(tai)分(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)應(ying)該轉移(yi)到膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部(bu)小(xiao)葉中(zhong)(Matsuzaki等(deng)(deng)(deng)人(ren),1995a,1996),從而(er)(er)使膜(mo)重(zhong)(zhong)組和愈合。由(you)于(yu)magainin 2而(er)(er)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)吞小(xiao)泡(pao)比(bi)胞吐更明顯(圖6),這(zhe)可(ke)能與(yu)肽(tai)(tai)在(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)外表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)對(dui)(dui)(dui)稱應(ying)用(yong)有關。因(yin)此,巨(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊(nang)泡(pao)化(hua)可(ke)以(yi)緩(huan)解(jie)由(you)于(yu)不(bu)(bu)對(dui)(dui)(dui)稱肽(tai)(tai)結(jie)合和隨(sui)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)膨(peng)脹而(er)(er)導(dao)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)不(bu)(bu)利應(ying)變。囊(nang)泡(pao)化(hua)可(ke)以(yi)降低剩余巨(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體膜(mo)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)肽(tai)(tai)濃度(du)(du),從而(er)(er)減少孔(kong)隙形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)。隨(sui)后,需要(yao)繼續向膜(mo)中(zhong)添(tian)加(jia)(jia)magainin 2以(yi)引起巨(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進一(yi)(yi)步囊(nang)泡(pao)化(hua)(圖6)。


吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)(duo)西丁只含有(you)13個氨基酸,因此(ci)太短,無法(fa)跨(kua)越雙層。然而(er),該肽可以作(zuo)為(wei)聚(ju)集物或(huo)帶有(you)相關酸性磷(lin)脂的(de)(de)(de)(de)頭尾二聚(ju)體橫(heng)跨(kua)雙層(圖(tu)9 E),從而(er)導致膜(mo)(mo)不(bu)穩定(ding)性。已(yi)經證(zheng)明,吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)(duo)西丁能夠通過(guo)穿過(guo)外膜(mo)(mo)殺死革蘭氏陰性細菌,并通過(guo)形成(cheng)通道(dao)破(po)壞細胞質膜(mo)(mo)(Falla et al.,1996)。與magainin 2的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用相比,吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)(duo)青(qing)霉素誘導的(de)(de)(de)(de)內(nei)吞小泡較(jiao)小(圖(tu)7)可能反映了(le)這(zhe)些肽與脂質相互作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)模式。一(yi)(yi)些吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)(duo)肽分子(zi)可能會轉移到膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)內(nei)部小葉中。除了(le)具有(you)廣(guang)譜的(de)(de)(de)(de)抗真菌和抗菌活性外,吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)(duo)西丁對哺乳動(dong)物細胞也有(you)毒性(Schluesener等人,1993年;Ahmad等人,1995年)。有(you)趣(qu)的(de)(de)(de)(de)是,吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)(duo)西丁對SOPC和SOPC膽(dan)固醇(chun)巨型脂質體的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用不(bu)同(tong)。在這(zhe)一(yi)(yi)階段,根本原(yuan)因尚不(bu)確定(ding),可能與膽(dan)固醇(chun)對雙層結(jie)構以及吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)(duo)肽在膜(mo)(mo)中的(de)(de)(de)(de)取(qu)向的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)有(you)關。因此(ci),需要進一(yi)(yi)步的(de)(de)(de)(de)研究來(lai)闡明膽(dan)固醇(chun)對吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)(duo)(duo)肽膜(mo)(mo)結(jie)合的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。


我們的(de)(de)(de)(de)結果表(biao)明,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)帶負(fu)電(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)(de)磷(lin)脂(zhi)(zhi)存在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)下(xia),magainin 2對(dui)所用生物膜(mo)(mo)(mo)(mo)模型的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用顯(xian)著增(zeng)強。除了膜(mo)(mo)(mo)(mo)負(fu)電(dian)(dian)荷外(wai)(wai),肽(tai)(tai)/脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)化學計量也被證明是雙(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)中(zhong)馬(ma)蓋(gai)寧組(zu)織的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要決(jue)定(ding)因(yin)素(Ludtke等人(ren),1994)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)低肽(tai)(tai)/脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)比率(lv)下(xia),=-螺旋肽(tai)(tai)基(ji)本(ben)上(shang)平(ping)(ping)行于膜(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)面(mian),并淺穿透膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)疏(shu)水核心(Bechinger等人(ren),1993年;Matsuzaki等人(ren),1994年)。該(gai)(gai)位(wei)置(zhi)將(jiang)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)頭基(ji)推到(dao)一邊,迫使疏(shu)水區域(yu)形(xing)成(cheng)(cheng)間(jian)(jian)隙(xi),而(er)膜(mo)(mo)(mo)(mo)變(bian)薄以(yi)填充(chong)間(jian)(jian)隙(xi)(Ludtke et al.,1995)。先前已強調了由magainin形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)孔(kong)隙(xi)的(de)(de)(de)(de)瞬時(shi)性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(Matsuzaki等人(ren),1995b)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)局部和(he)(he)瞬時(shi)破壞可能(neng)(neng)(neng)(neng)需(xu)要肽(tai)(tai)與(yu)(yu)(yu)靶(ba)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)不對(dui)稱結合。因(yin)此(ci),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)magainin與(yu)(yu)(yu)靶(ba)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)雙(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)小(xiao)葉(xie)結合后(hou)(hou),該(gai)(gai)外(wai)(wai)單分(fen)(fen)(fen)子(zi)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)側(ce)壓力比內小(xiao)葉(xie)增(zeng)加。此(ci)外(wai)(wai),平(ping)(ping)行于層(ceng)(ceng)平(ping)(ping)面(mian)的(de)(de)(de)(de)=-螺旋的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)位(wei)置(zhi)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)單層(ceng)(ceng)中(zhong)施加曲(qu)率(lv)應變(bian),導致正(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)自發(fa)曲(qu)率(lv)。當兩(liang)個小(xiao)葉(xie)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)側(ce)壓差(cha)大(da)(da)小(xiao)和(he)(he)與(yu)(yu)(yu)正(zheng)(zheng)自發(fa)曲(qu)率(lv)相關的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量超(chao)過膜(mo)(mo)(mo)(mo)變(bian)形(xing)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量時(shi),雙(shuang)(shuang)分(fen)(fen)(fen)子(zi)層(ceng)(ceng)不穩(wen)定(ding),肽(tai)(tai)相對(dui)于層(ceng)(ceng)平(ping)(ping)面(mian)的(de)(de)(de)(de)垂直方向發(fa)生重(zhong)新定(ding)向,孔(kong)隙(xi)打開(kai)。這(zhe)些孔(kong)隨后(hou)(hou)可能(neng)(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)靶(ba)體內聚集成(cheng)(cheng)超(chao)分(fen)(fen)(fen)子(zi)結構,如在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)巨型脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)體中(zhong)觀(guan)察到(dao)的(de)(de)(de)(de)(圖6)。因(yin)此(ci),孔(kong)隙(xi)和(he)(he)不穩(wen)定(ding)狀態將(jiang)是暫時(shi)的(de)(de)(de)(de),允許(xu)雙(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)愈合。為此(ci),馬(ma)格(ge)蛋(dan)白2在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)其序列的(de)(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)(jian)含有(you)一組(zu)正(zheng)(zheng)電(dian)(dian)荷。同(tong)(tong)樣,當該(gai)(gai)肽(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)雙(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)中(zhong)形(xing)成(cheng)(cheng)瞬時(shi)孔(kong)并垂直于膜(mo)(mo)(mo)(mo)平(ping)(ping)面(mian)定(ding)向時(shi),這(zhe)些陽離子(zi)殘基(ji)也可能(neng)(neng)(neng)(neng)靜電(dian)(dian)結合到(dao)PG,類似于此(ci)處提出的(de)(de)(de)(de)吲(yin)哚肽(tai)(tai)組(zu)織(圖9)。原核細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)和(he)(he)真(zhen)(zhen)核細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)主要區別在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)于后(hou)(hou)者富含膽(dan)(dan)固(gu)醇(chun)(Op den Kamp,1979)。上(shang)述機制也將(jiang)與(yu)(yu)(yu)膽(dan)(dan)固(gu)醇(chun)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)相兼(jian)容,以(yi)防止magainin 2的(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)擾動作(zuo)用。更(geng)具體地(di)說,膽(dan)(dan)固(gu)醇(chun)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)人(ren)類質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)個小(xiao)葉(xie)之間(jian)(jian)轉移(yi)(觸發(fa)器)非常快(kuai)(Lange et al.,1981)。因(yin)此(ci),這(zhe)種膽(dan)(dan)固(gu)醇(chun)的(de)(de)(de)(de)快(kuai)速(su)易位(wei)可以(yi)消除在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)magainin 2結合到(dao)后(hou)(hou)一單層(ceng)(ceng)后(hou)(hou)靶(ba)膜(mo)(mo)(mo)(mo)內外(wai)(wai)小(xiao)葉(xie)側(ce)壓力的(de)(de)(de)(de)差(cha)異。因(yin)此(ci),與(yu)(yu)(yu)細(xi)(xi)(xi)(xi)菌靶(ba)點相比,這(zhe)種肽(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)真(zhen)(zhen)核細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)產生毒性(xing)作(zuo)用需(xu)要大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)magainin 2(Zasloff,1987)。據估計,真(zhen)(zhen)核細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)外(wai)(wai)小(xiao)葉(xie)的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)衡側(ce)壓力約為32 mN/m(Demel等人(ren),1975年)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)超(chao)過34 mN/m的(de)(de)(de)(de)壓力下(xia),觀(guan)察到(dao)吲(yin)哚西丁高(gao)效(xiao)(xiao)滲(shen)透到(dao)單層(ceng)(ceng)中(zhong),這(zhe)可能(neng)(neng)(neng)(neng)部分(fen)(fen)(fen)解釋(shi)了該(gai)(gai)肽(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)真(zhen)(zhen)核細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶解作(zuo)用。此(ci)外(wai)(wai),哺乳動物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)小(xiao)葉(xie)僅(jin)由兩(liang)性(xing)離子(zi)磷(lin)脂(zhi)(zhi)組(zu)成(cheng)(cheng),而(er)細(xi)(xi)(xi)(xi)菌膜(mo)(mo)(mo)(mo)含有(you)大(da)(da)量帶負(fu)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)PG(Op den Kamp,1979)。因(yin)此(ci),由于缺乏負(fu)電(dian)(dian)荷和(he)(he)高(gao)壓,預計magainin 2與(yu)(yu)(yu)真(zhen)(zhen)核細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)相互(hu)作(zuo)用較(jiao)弱,而(er)更(geng)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)插入(ru)吲(yin)哚肽(tai)(tai)將(jiang)能(neng)(neng)(neng)(neng)夠(gou)干擾真(zhen)(zhen)核細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)(bao)雙(shuang)(shuang)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)組(zu)織。因(yin)此(ci),脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)特異性(xing)可能(neng)(neng)(neng)(neng)導致這(zhe)兩(liang)種肽(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)不同(tong)(tong)毒性(xing)。


結論


由(you)于抗(kang)菌肽的(de)(de)(de)(de)(de)詳細作(zuo)(zuo)用(yong)機制尚待闡明,比(bi)較兩種結(jie)構上不(bu)相(xiang)(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)肽吲哚肽和馬蓋寧2對(dui)模型生(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)影響很有(you)意義。盡管它們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)構象不(bu)同,且前者的(de)(de)(de)(de)(de)長度約為后者的(de)(de)(de)(de)(de)一半,但它們(men)(men)(men)也具有(you)諸(zhu)如凈正電(dian)荷和兩親性等特征(zheng),導致它們(men)(men)(men)與磷(lin)(lin)脂(zhi)膜(mo)結(jie)合。酸性磷(lin)(lin)脂(zhi)進(jin)一步增(zeng)強了這(zhe)(zhe)(zhe)種相(xiang)(xiang)互作(zuo)(zuo)用(yong),這(zhe)(zhe)(zhe)可能(neng)對(dui)它們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌活性很重要。酸性磷(lin)(lin)脂(zhi)是這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)肽囊泡形成巨大脂(zhi)質體所(suo)(suo)必需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de),它們(men)(men)(men)都會導致酸性磷(lin)(lin)脂(zhi)分離,將(jiang)它們(men)(men)(men)絡(luo)合成超(chao)分子簇(cu)。同樣,這(zhe)(zhe)(zhe)兩種肽都增(zeng)加了酰基鏈順序。所(suo)(suo)有(you)這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)作(zuo)(zuo)用(yong)都與抗(kang)菌作(zuo)(zuo)用(yong)所(suo)(suo)必需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)協同膜(mo)結(jie)合相(xiang)(xiang)一致,可能(neng)涉(she)及肽的(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)時跨(kua)膜(mo)定向。還(huan)可能(neng)是,它們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌作(zuo)(zuo)用(yong)需(xu)要目標膜(mo)最初不(bu)對(dui)稱地暴露于這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)肽中,并與系統放松回到熱(re)力學平衡有(you)關(guan)。