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Biochimica et biophysica acta2009Sep01Vol.1788issue(9)

リン脂質二重層とのバンコマイシンに由来する新しいリポグリコペプチドであるオリタバンシンの相互作用:膜透過性とナノスケール脂質膜組織への影響

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

細菌膜に作用する抗生物質は、他の標的に作用する薬剤に対する広範な耐性と、潜在的に改善された細菌性効果のために、注目を集めています。オリタヴァンシンは、真核細胞に向けて顕著な毒性を持たない多抵抗性(バンコマイシンの無感受性を含む)グラム陽性生物に対する迅速かつ広範な殺害活動を示すバンコマイシンの両親媒性誘導体です。オリタバンシンとリン脂質二重層との相互作用を特徴付けるために実施しました。リポソーム(LUV)とコルシオリピン(CL)またはホスファチジルグリセロール(POPG)およびホスファチジルエタノールアミン(Pope)で作られたカーディオリピン(CL)およびホスファチジルエタノールアミン(Pope)で作られた補助的な二重層、膜透過性の変化に続いて、自己消光濃度でリポソームに閉じ込められたカルセインの放出、および原子力顕微鏡(AFM)によって検査されたナノスケール脂質組織の変化が続きました。オリタバンシンは、CL:教皇リポソームからのカルセインの高速(<5分)および完全な(> 95%)放出を引き起こし、POPGからの遅いがまだかなりの(60分で50%)放出されました:教皇リポソーム(i)濃度依存性(0-600 nm; [微生物学的に意味のある濃度]);(ii)POPGの増加:教皇比の増加によって強化され、POPGをDPPGに置き換えると減少しました。CLのAFM:Popeが支持したBilayersは、Oritavancin(84 nm)が脂質ドメインの改造を引き起こし、薬物の再配置と境界の分解を組み合わせたことを示しました。上記のすべての研究で、バンコマイシンは5.5 microMで有意な効果がありませんでした。静電相互作用は、脂質曲率とともに、流動性の脂質多型、脂質多型とともに、脂質二重層の透過性とオリタバンシンによって誘発される脂質組織の変化に重要な役割を果たします。

細菌膜に作用する抗生物質は、他の標的に作用する薬剤に対する広範な耐性と、潜在的に改善された細菌性効果のために、注目を集めています。オリタヴァンシンは、真核細胞に向けて顕著な毒性を持たない多抵抗性(バンコマイシンの無感受性を含む)グラム陽性生物に対する迅速かつ広範な殺害活動を示すバンコマイシンの両親媒性誘導体です。オリタバンシンとリン脂質二重層との相互作用を特徴付けるために実施しました。リポソーム(LUV)とコルシオリピン(CL)またはホスファチジルグリセロール(POPG)およびホスファチジルエタノールアミン(Pope)で作られたカーディオリピン(CL)およびホスファチジルエタノールアミン(Pope)で作られた補助的な二重層、膜透過性の変化に続いて、自己消光濃度でリポソームに閉じ込められたカルセインの放出、および原子力顕微鏡(AFM)によって検査されたナノスケール脂質組織の変化が続きました。オリタバンシンは、CL:教皇リポソームからのカルセインの高速(<5分)および完全な(> 95%)放出を引き起こし、POPGからの遅いがまだかなりの(60分で50%)放出されました:教皇リポソーム(i)濃度依存性(0-600 nm; [微生物学的に意味のある濃度]);(ii)POPGの増加:教皇比の増加によって強化され、POPGをDPPGに置き換えると減少しました。CLのAFM:Popeが支持したBilayersは、Oritavancin(84 nm)が脂質ドメインの改造を引き起こし、薬物の再配置と境界の分解を組み合わせたことを示しました。上記のすべての研究で、バンコマイシンは5.5 microMで有意な効果がありませんでした。静電相互作用は、脂質曲率とともに、流動性の脂質多型、脂質多型とともに、脂質二重層の透過性とオリタバンシンによって誘発される脂質組織の変化に重要な役割を果たします。

Antibiotics acting on bacterial membranes are receiving increasing attention because of widespread resistance to agents acting on other targets and of potentially improved bactericidal effects. Oritavancin is a amphiphilic derivative of vancomycin showing fast and extensive killing activities against multi-resistant (including vancomycin insusceptible) Gram-positive organisms with no marked toxicity towards eukaryotic cells. We have undertaken to characterize the interactions of oritavancin with phospholipid bilayers, using liposomes (LUV) and supported bilayers made of cardiolipin (CL) or phosphatidylglycerol (POPG) and phosphatidylethanolamine (POPE), all abundant in Gram-positive organisms. Changes in membrane permeability were followed by the release of calcein entrapped in liposomes at self-quenching concentrations, and changes in nanoscale lipid organization examined by Atomic Force Microscopy (AFM). Oritavancin caused a fast (<5 min) and complete (>95%) release of calcein from CL:POPE liposomes, and a slower but still substantial (50% in 60 min) release from POPG:POPE liposomes, which was (i) concentration-dependent (0-600 nM; [microbiologically meaningful concentrations]); (ii) enhanced by an increase in POPG:POPE ratio, and decreased when replacing POPG by DPPG. AFM of CL:POPE supported bilayers showed that oritavancin (84 nM) caused a remodeling of the lipid domains combined with a redisposition of the drug and degradation of the borders. In all the above studies, vancomycin was without a significant effect at 5.5 microM. Electrostatic interactions, together with lipid curvature, lipid polymorphism as well of fluidity play a critical role for the permeabilization of lipid bilayer and changes in lipid organization induced by oritavancin.

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