9-м положении усиливает антимикробные свойства магейнина-2, не влияя на его гемолитическую активность. Повышение основности природных молекул магейнина-2 за счет замещения в его структуре некоторых аминокислотных остатков аминокислотой — лизином' существенно усилило антимикробные свойства подобных химически синтезированных молекул (Maloy, Кап, 1995), что позволило фармацевтической фирме по разработке новых антибиотических препаратов на основе магейнина (Magainin Pharmaceuticals Inc.) создать пептид MSI-78, проходящий клинические испытания на пациентах, больных диабетом с инфицированными язвами стопы ног. Этот пептид оказался эффективным против устойчивых к метицилли-ну S. aureus и S. epidermidis, а также гентамицинустойчивого штамма P. aeruginosa. В испытаниях in vitro с использованием S. aureus в качестве тест-микроба не выявлено формирования у бактерий резистентности к пептиду MSI-78, что делает его перспективным для наружного применения в кожных клиниках. Энантиомерный пептид MSI-78, синтезированный из D-аминокислот, характеризуется устойчивостью к действию протеаз, а потому после необходимых дополнительных исследований на токсичность может быть рекомендован для использования в медицинской и ветеринарной практике в борьбе с кожной инфекцией.

В водных растворах магейнин не имеет упорядоченной вторичной структуры. Однако после адсорбции на мембранах и плоских липидных бислоях пептид приобретает структуру амфипатической а-спирали (Matsuzaki et al., 1989), одна поверхность которой обогащена остатками гидрофобных аминокислот с липофильными боковыми группами, а другая — гидрофильными, среди которых доминирует оснбвная аминокислота лизин. После сорбции на мембранах-мишенях молекулы магейнина располагаются параллельно их поверхности. По-видимому, сами по себе отдельные молекулы магейнина не способны дезорганизовать упорядоченную структуру липидных мембран, они для этого слишком коротки. При повышении концентрации пептидов в среде, усиливающей гидрофобные взаимодействия, его отдельные молекулы ассоциируют спонтанно с образованием нитепо-добных структур высшего порядка, уже способных перфорировать мембраны (Westerhoff et al., 1989а, 1989b).

По-видимому, магейнин образует в мембране клетки-мишени разнообразные по параметрам отверстия (поры), через которые происходит вытекание наружу жизненно важных низкомолекулярных соединений и ионов. Нарушение ионной асимметрии между клеткой и средой приводит к рассеиванию мембранного потенциала, деполяризации клетки (Westerhoff et al., 1989b), что резко снижает ее жизнеспособность. При этом нарушение барьерной, осморегулирующей и транспортной функций цитоплазматической мембраны клеток-мишеней приводит к их гибели. Повышенное содержание кислых фосфолипидов во внешнем листке липидного бислоя бактериальных мембран способствует реализации антимикробных свойств магейнина. Распознавание пептидом «чужих» молекул в оболочке бактерий базируется на повышенном сродстве его катионных групп к фосфатным остаткам фосфолипидов мембран. Присутствие • мембранах эукариотических клеток холестерина, наоборот, снижает аффиннитет магей-нина к липидным мембранам собственных клеток макроорганизма, что, по-видимому, немаловажно в очагах воспаления (Williams et al., 1990). Антимикробное действие также эффективно осуществляет химически синтезированный аналог магейнина из D-аминокислот (D-энантиомер магейнина). Это свидетельствует о том, что оптические свойства пептидов в анализируемом процессе не играют заметной роли, как это имеет место при лигандрецепторных и субстрат-ферментных взаимодействиях (Wade et al., 1990).

Магейнины и другие физиологически активные пептиды (PGLa и фрагменты-предшественники церулеина, ксенопсина и левитида) продуцируются гранулярными железами кожи шпорцевой лягушки Xenopus laevis. Эти железы являются нейроэпителиальными структурами, сходными с нейроэндокринными клетками млекопитающих (Bevins, Zasloff, 1990). Они присутствуют не только в дорзальной и вентральной областях кожи, но и в эпителии пищеварительного тракта лягушки (Moore et al., 1991, 1992). В этой области они соответствуют по функциям скорее всего клеткам Панета млекопитающих, продуцирующих антибиотические пептиды — дефенсины (Oullette et al., 1989; Jones, Bevins, 1992).

1.10. АНТИМИКРОБНЫЕ ПЕПТИДЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ПРОЛИНА И ГЛИЦИНА

Среди выделенных и проанализированных антибиотических пептидов животного происхождения специальный интерес представляют пептиды, обогащенные остатками пролина. Первый подобный пептид был выделен из гемолимфы медоносной пчелы и получил в силу этого название апидаецина (apidaecin), в составе которого 29 % аминокислот приходится на пролин и 17 % — на аргинин (Casteels et al., 1989). Апидаецин — короткий 18-членный пептид, в составе которого встречаются последовательности PRP и РР (рис. 15), типичные для пролинсодержащих пептидов из других видов животных. В частности, подобные последовательности встречаются в пептиде из гемолимфы плодовой мушки — дрозоцине (drosocin), одним из необычных структурных свойств которого является гликозилирование по гидроксильной группе треонина (Bulet et al., 1993). К этому же семей-

V

Мечниковин х 1HlWQG»irDTRPS»ni»NQ.PR»GPII

Абаецин 1YVPLPNV--PQPGR*»FPTrPGQ-GPr*PKIKWPQG-I

Дроэоцин 'GKPRPTSPRPTSHPRPIRV

Апидаецин la ^NNRP-VYIPQP-RPPHPRI Металниковин I 'vDKfD-IRPRP-RPMM.

Пирокорицин 1VDKGS-IL»R»T-P»R»IYNRN

Рис. 15. Первичная структура катионных прелин-богатых антимикробных пептидов насекомых.

Жирным шрифтом отмечены инвариантные аминокислотные остатки. 1 — N-концевая аминокислота пептидов. ВАС5 RFRPPIRRPPIRPPFYPPFRPPIRPPIFPPIRPPFRPPLRFP

OaBACS RFRPPIRRPPIRPPFRPPFRPPVRPPIRPPFRPPFRPPIGPFP

ChBACS RFRPPIRRPPIRPPFNPPFRPPVRPPFRPPFRPPFRPPIGPFP

BAC7 RRIRPRPPRLPRPRPRPLPFPRPGPRPIPRPLPFPRPGPRPIPRPLPFPRPGPRPIPRP

Рис. 16. Первичная структура бактенецинов.

ству пептидов следует отнести и металниковины из гемолимфы Palomena prasina (Chernysh et al., 1996), пирокорицин из Pyrrhocoris