KLAアンビシップペプチドのらせん傾向は、ゲル状態の脂質膜への結合を強化します

それらの結合と脂質膜への取り込みのための抗菌ペプチドの立体構造の役割と重要性、およびその生物活性はまだよく理解されていません。この論文では、主にらせん性性の傾向が異なる4つのカチオン性αヘリカルKLAペプチドと、アニオン性ゲル状態脂質DPPG（1,2-ジパリトイル-SN-グリセロ-3-ホスホグリセロール）の相互作用を研究しました。特に興味深いのは、静電結合プロセスに対するペプチド立体構造と膜表面特性の影響でした。動的光散乱（DSL）は、一般にKLAペプチドが高い凝集力を持っているが控えめな可溶化能力を持っていることを示しました。循環二色性分光法（CD）スペクトルは、ヘリカル傾向が低いKLAペプチドが低脂質/ペプチド比でベータ構造を形成する傾向があることを明らかにしました。微分走査熱量測定（DSC）サーモグラムは、ヘリカルKLAペプチドがDPPG二重層を安定化するのに対し、ベータ構造ペプチドは顕著な膜摂動を誘導することを示しました。等温滴定熱量測定（ITC）等温線は、ヘリカルKLAペプチドがベータ構造のKLAペプチドよりもdppg小胞により効率的に結合し、ペプチドの結合親和性がペプチドヘリカルのタスティとメンブレン陰性表面電荷に比例することを示しました。ITC等温線から推定された化学量論値（n）は、ヘリカルKLAペプチドがDPPG脂質二重層を移行する能力が高いことを示唆しています。この研究で提示された新しいデータは、周囲に応答してさまざまな立体配座を採用する際のKLAペプチドの柔軟性と、ペプチド構造がペプチド膜膜相互作用のモードをどのように制御するかを示しています。

The role and importance of the conformation of antimicrobial peptides for their binding and incorporation into lipid membranes as well as for their bioactivity are still not well understood. In this paper, we studied the interaction between four cationic alpha-helical KLA peptides, which differ primarily in their helical propensity, and the anionic gel-state lipid DPPG (1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphoglycerol). Of particular interest was the influence of the peptide conformation and membrane surface properties on the electrostatic binding process. Dynamic light scattering (DSL) showed that generally the KLA peptides possess high aggregation power but modest solubilization power. Circular dichroism spectroscopy (CD) spectra revealed that the KLA peptides with the low helical propensity tend to form beta-structures at low lipid/peptide ratios. Differential scanning calorimetry (DSC) thermograms showed that the helical KLA peptides stabilize the DPPG bilayer, whereas the beta-structured peptides induce pronounced membrane perturbations. Isothermal titration calorimetry (ITC) isotherms showed that the helical KLA peptides bind more efficiently to DPPG vesicles than the beta-structured KLA peptides, and that the binding affinity of the peptides is proportional to the peptide helical propensity and membrane negative surface charge. The stoichiometry values (N) deduced from the ITC isotherms suggest that the helical KLA peptides have a higher capacity to translocate the DPPG lipid bilayer. The new data presented in this study demonstrate the flexibility of KLA peptides in adopting various conformations in response to the surrounding and also how the peptide structuring controls the mode of peptide-membrane interaction.