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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(lai)源:上(shang)海(hai)謂載(zai) 瀏(liu)覽 1452 次 發(fa)布時間:2021-01-12

結果


抗菌肽在脂質單層中的滲透


通過測量(liang)(liang)表面壓力(li)的增量(liang)(liang),觀(guan)察(cha)到(dao)抗菌肽在不(bu)同(tong)初始(shi)表面壓力(li)(π0)下嵌入到(dao)空氣/水界(jie)面上(shang)(shang)的脂質單(dan)層中(?π)將肽添加(jia)到(dao)亞相(xiang)后(Brockman,1999;Verger和Pattus,1976)。Magainin 2在π0>12 mN/m時(shi)容易插入SOPC單(dan)層(圖1A),而在π0以上(shang)(shang)≈35 mN/m時(shi),其(qi)在膜中的滲透(tou)(tou)被消(xiao)除(chu),因(yin)此該(gai)值表示(shi)該(gai)肽與SOPC膜相(xiang)互作用(yong)的臨界(jie)包裝壓力(li)πc。根據其(qi)凈(jing)正(zheng)電荷4(Matsuzaki,1998),當膜中酸性磷脂POPG的含量(liang)(liang)增加(jia)時(shi),magainin 2向脂質單(dan)層的滲透(tou)(tou)逐漸增強(圖1 A)。因(yin)此,消(xiao)除(chu)magainin 2插入單(dan)層的πc值增加(jia)至~39(XPG=0.1)、43(XPG=0.2)和46 mN/m(XPG=0.4)(圖1c)。相(xiang)反,在SOPC膜中加(jia)入膽(dan)固醇(Xchol=0.1)對magainin 2的滲透(tou)(tou)沒有顯著影響(圖1A)。

吲(yin)哚(duo)西(xi)丁(ding)的(de)(de)(de)(de)π也顯(xian)著增加,顯(xian)示(shi)其插入SOPC單層(ceng)(圖(tu)1b)。然而(er),吲(yin)哚(duo)青素(su)的(de)(de)(de)(de)膜活性(xing)明顯(xian)高于magainin 2,具有πc≈65mN/m,用(yong)(yong)于SOPC膠片(pian)。與(yu)magainin 2類(lei)似,單層(ceng)中POPG含量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加增強了吲(yin)哚(duo)青霉素(su)的(de)(de)(de)(de)滲透(tou),增加了?π低(di)于~38 mN/m,與(yu)肽和(he)脂質單層(ceng)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)靜電相互作用(yong)(yong)一(yi)致。然而(er),在(zai)后(hou)一(yi)個表面壓(ya)力值之(zhi)上,吲(yin)哚(duo)西(xi)丁(ding)引起的(de)(de)(de)(de)π增量(liang)被POPG減弱。因此,與(yu)magainin 2相反,在(zai)存在(zai)POPG的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia),πc減小(xiao)(圖(tu)1c),在(zai)XPG=0.4時從~65 mN/m(對于SOPC單層(ceng))變為~50 mN/m。在(zai)SOPC單層(ceng)中,吲(yin)哚(duo)西(xi)丁(ding)增加的(de)(de)(de)(de)π也被膽固(gu)醇(X=0.1)增加,而(er)πc降低(di)至~54 mN/m。圖(tu)1所示(shi)的(de)(de)(de)(de)magainin 2和(he)吲(yin)哚(duo)西(xi)丁(ding)的(de)(de)(de)(de)模式非常不同,后(hou)一(yi)種肽的(de)(de)(de)(de)明顯(xian)交(jiao)叉(cha)點為~38 mN/m。


抗菌肽對雙層脂質動力學的影響


繼上述單層(ceng)研究之后,有(you)興趣探索肽對(dui)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)動力學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)影響。這是(shi)通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)譜和(he)(he)不同(tong)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)成(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)LUV完成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de),記(ji)錄芘標記(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)磷脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)類似物PPDPC或PPDPG的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)射(she)光(guang)(guang)(guang)譜(均為X=0.01)。對(dui)于SOPC LUV,添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)magainin 2導(dao)致芘熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)顯著猝滅,芘單體和(he)(he)準分子(zi)發(fa)(fa)射(she)強(qiang)度平(ping)行降低,如Im所(suo)示(圖(tu)2)。作(zuo)為XPG的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)項功能(neng),還研究了馬蓋(gai)(gai)寧(ning)2與脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體結(jie)合的(de)(de)(de)(de)(de)后果。當XPG從0.1增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)到(dao)0.4時(shi),觀察到(dao)由(you)于magainin 2在(zai)398 nm處逐漸增(zeng)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)Im(RFIm),而(er)(er)(er)Im的(de)(de)(de)(de)(de)初(chu)始增(zeng)量在(zai)明(ming)確定(ding)義(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)PG/magainin 2化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)計量比(bi)~2、3和(he)(he)5時(shi)趨于平(ping)穩(圖(tu)2 A)。在(zai)這個初(chu)始階段之后,直到(dao)給定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)計量比(bi),還有(you)第二(er)個過(guo)程,其斜率也隨(sui)著XPG的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)而(er)(er)(er)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(圖(tu)2b)。在(zai)XPG=0和(he)(he)0.1時(shi),Magainin 2僅引起(qi)Ie/Im的(de)(de)(de)(de)(de)輕微變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua),而(er)(er)(er)在(zai)XPG=0.2和(he)(he)0.4時(shi),分別減少10%和(he)(he)25%是(shi)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)(圖(tu)3 A)。為了區(qu)分脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)動力學(xue)中(zhong)兩種性質(zhi)(zhi)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua),即側向遷移率和(he)(he)微結(jie)構域(yu)形(xing)成(cheng),作(zuo)為上述Ie/Im變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)根本(ben)原因,我們還通(tong)過(guo)測量DPH的(de)(de)(de)(de)(de)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)各向異性r來評估酰基鏈(lian)順(shun)序(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(圖(tu)3 B)。在(zai)缺乏酸性磷脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia),Magainin 2幾乎不會(hui)引起(qi)r的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(圖(tu)3B)。然而(er)(er)(er),隨(sui)著XPG的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia),加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)magainin 2后脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)堆積和(he)(he)酰基鏈(lian)順(shun)序(xu)逐漸增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(圖(tu)3b),XPG=0.4時(shi),r最大(da)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)1.4倍。值得注意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),XPG=0.1時(shi)Ie/Im沒有(you)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)以及酰基鏈(lian)順(shun)序(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)表明(ming)PPDPG正在(zai)發(fa)(fa)生微觀富集。有(you)趣的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),在(zai)存(cun)在(zai)膽固醇(Xchol=0.1)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia),由(you)于馬蓋(gai)(gai)寧(ning)2的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),Im和(he)(he)Ie都顯著降低,Ie/Im的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)不顯著(圖(tu)2A和(he)(he)3A)。如前(qian)所(suo)述(van Ginkel et al.,1989),添(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)肽前(qian)r的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)(圖(tu)3 B)揭示了通(tong)過(guo)在(zai)膜中(zhong)摻入(ru)膽固醇而(er)(er)(er)增(zeng)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)膜順(shun)序(xu)。然而(er)(er)(er),在(zai)膽固醇存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia),magainin 2對(dui)r沒有(you)進一(yi)步(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(Xchol=0.1,圖(tu)3b)。


隨后(hou),我們進行了與上述相同的(de)(de)(de)(de)測量(liang),但使(shi)(shi)用吲(yin)(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)。與magainin 2類似(si),吲(yin)(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)也(ye)導(dao)致SOPC LUV的(de)(de)(de)(de)Im和(he)(he)Ie同時(shi)(shi)減少,如圖(tu)(tu)(tu)(tu)4a所(suo)示(shi)。然而(er),與magainin 2相反,當(dang)存(cun)在(zai)酸(suan)性磷(lin)脂(zhi)POPG時(shi)(shi),芘(bi)熒光的(de)(de)(de)(de)猝滅也(ye)很(hen)明顯。當(dang)肽/脂(zhi)摩爾比為(wei)(wei)1/20時(shi)(shi),Im按(an)XPG?0.40.20.10順序(xu)(xu)下(xia)降。當(dang)XPG=0.4且(qie)肽/脂(zhi)摩爾比>1:12.5時(shi)(shi),Im值(zhi)進一步降低(di)。吲(yin)(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)引起的(de)(de)(de)(de)Im最大(da)減量(liang)為(wei)(wei)15%(XPG=0)至40%(XPG=0.4)。盡(jin)管Im降低(di),但Ie/Im未顯示(shi)因吲(yin)(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)引起的(de)(de)(de)(de)顯著變化(圖(tu)(tu)(tu)(tu)4b)。有趣的(de)(de)(de)(de)是,在(zai)Xchol=0.1時(shi)(shi)測量(liang)到Im的(de)(de)(de)(de)最大(da)下(xia)降(圖(tu)(tu)(tu)(tu)4a)。與magainin 2類似(si),當(dang)吲(yin)(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)添加(jia)(jia)(jia)到SOPC LUV中時(shi)(shi),DPH各向異性r保持(chi)不變(圖(tu)(tu)(tu)(tu)5a)。然而(er),在(zai)含有酸(suan)性磷(lin)脂(zhi)的(de)(de)(de)(de)膜(mo)中,吲(yin)(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)導(dao)致脂(zhi)質堆積(ji)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)和(he)(he)酰基(ji)(ji)鏈(lian)順序(xu)(xu)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia),明顯表現為(wei)(wei)r增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)5a)。此外,r的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)取決于(yu)XPG,隨著雙層(ceng)中酸(suan)性磷(lin)脂(zhi)含量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)而(er)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)5b)。相應的(de)(de)(de)(de)最大(da)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)幅為(wei)(wei)1.05倍(bei)至1.39倍(bei)。在(zai)膽固醇存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),也(ye)觀察到吲(yin)(yin)(yin)哚(duo)(duo)肽引起的(de)(de)(de)(de)膜(mo)酰基(ji)(ji)鏈(lian)順序(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia),使(shi)(shi)r增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(jia)1.06倍(bei)(圖(tu)(tu)(tu)(tu)5a)。




抗菌肽對膜拓撲結構的影響


由于(yu)上述magainin 2和(he)吲(yin)哚西啶對單層和(he)LUV具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)成分(fen)(fen)依賴性作用(yong),因此有(you)(you)(you)興趣使用(yong)巨(ju)(ju)(ju)(ju)型脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)比較這些(xie)肽(tai)對宏觀(guan)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維拓撲結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),無論是否(fou)含(han)有(you)(you)(you)PG,都可以在(zai)(zai)交流電場中形(xing)(xing)成由SOPC組(zu)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)。即使暴(bao)露于(yu)大(da)(da)量(liang)肽(tai)(~2 fmol,~4 pl=200次重復注(zhu)(zhu)射,數(shu)據未(wei)顯示(shi)),SOPC膜(mo)(mo)也不(bu)受(shou)(shou)magainin 2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。同樣,由SOPC和(he)膽固醇(chun)(Xchol=0.1)組(zu)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)也不(bu)受(shou)(shou)此量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬蓋(gai)寧2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(數(shu)據未(wei)顯示(shi))。然而(er),在(zai)(zai)存在(zai)(zai)POPG(XPG=0.1)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下,已經(jing)~0.01 fmol(單次~20 fl注(zhu)(zhu)射)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)magainin 2應用(yong)于(yu)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)囊泡(pao)(pao)(pao)(pao)表(biao)(biao)面(mian)(mian),顯著影(ying)響(xiang)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)拓撲結(jie)構(gou)(圖(tu)6 B)。更(geng)具(ju)(ju)(ju)體(ti)(ti)地說,在(zai)(zai)~1分(fen)(fen)鐘(zhong)內(nei)(nei),小(xiao)顆(ke)(ke)(ke)粒(θ≈0.9米)出(chu)現(xian)(xian)在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊泡(pao)(pao)(pao)(pao)內(nei)(nei)。隨后(hou)注(zhu)(zhu)射高(gao)達~0.1 fmol(約(yue)200 fl)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)magainin 2不(bu)會引起(qi)進一(yi)步(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可見(jian)變化。在(zai)(zai)總共(gong)添(tian)加(jia)約(yue)0.2 fmol的(de)(de)(de)(de)(de)(de)肽(tai)后(hou),膜(mo)(mo)開始起(qi)伏,形(xing)(xing)成致密(mi)顆(ke)(ke)(ke)粒(θ≈4 m)在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)可見(jian)(圖(tu)6 C)。在(zai)(zai)~5分(fen)(fen)鐘(zhong)內(nei)(nei),幾個小(xiao)顆(ke)(ke)(ke)粒(θ≈0.9 m)出(chu)現(xian)(xian)在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(圖(tu)6 D)。隨后(hou),大(da)(da)多數(shu)小(xiao)顆(ke)(ke)(ke)粒進入巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)囊泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)腔。這些(xie)內(nei)(nei)吞小(xiao)泡(pao)(pao)(pao)(pao)似乎在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)自由移(yi)動,在(zai)(zai)隨后(hou)30分(fen)(fen)鐘(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)察中沒有(you)(you)(you)進一(yi)步(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化。進一(yi)步(bu)(bu)注(zhu)(zhu)射magainin 2,提(ti)供總共(gong)0.3 fmol的(de)(de)(de)(de)(de)(de)肽(tai),引起(qi)類似內(nei)(nei)吞作用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程,出(chu)現(xian)(xian)直徑約(yue)8 m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)致密(mi)顆(ke)(ke)(ke)粒(圖(tu)6 E)。約(yue)10分(fen)(fen)鐘(zhong)后(hou),巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)約(yue)0.9-m顆(ke)(ke)(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)繼續增(zeng)加(jia)。偶爾,這些(xie)顆(ke)(ke)(ke)粒也出(chu)現(xian)(xian)在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)囊泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)表(biao)(biao)面(mian)(mian),并釋放到外(wai)(wai)部緩(huan)沖液中(圖(tu)6 E)。隨后(hou)添(tian)加(jia)magainin 2(~0.7 fmol)使膜(mo)(mo)不(bu)穩定(ding)并誘導進一(yi)步(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊泡(pao)(pao)(pao)(pao)形(xing)(xing)成(圖(tu)6 F)。這些(xie)內(nei)(nei)吞囊泡(pao)(pao)(pao)(pao)在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)彼此分(fen)(fen)離,巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)囊泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)明(ming)顯減小(xiao)(圖(tu)6f)。最終,在(zai)(zai)進一(yi)步(bu)(bu)添(tian)加(jia)magainin 2(高(gao)達~1.5 fmol)后(hou),巨(ju)(ju)(ju)(ju)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)體(ti)(ti)膜(mo)(mo)崩塌。上述形(xing)(xing)態學變化具(ju)(ju)(ju)有(you)(you)(you)高(gao)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可重復性。


隨(sui)后(hou),我們研究了(le)吲哚西(xi)丁(ding)對由(you)SOPC及其與POPG(XPG=0.1)的(de)(de)(de)混合物組成的(de)(de)(de)巨(ju)(ju)(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)影響。對于SOPC巨(ju)(ju)(ju)型(xing)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti),唯(wei)一明顯(xian)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)是在(zai)(zai)其表面應(ying)用~2 fmol(~200次注射)吲哚西(xi)丁(ding)后(hou)出(chu)(chu)現輕(qing)微收(shou)縮(數據未顯(xian)示)。然而(er),當囊(nang)泡含有POPG(X=0.1)時,吲哚西(xi)丁(ding)(~0.5 fmol)誘導類似內(nei)(nei)(nei)吞(tun)作(zuo)用的(de)(de)(de)過(guo)程(圖7),巨(ju)(ju)(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)(nei)出(chu)(chu)現小(xiao)(xiao)顆粒(~0.9 m)。添(tian)加約(yue)0.5 fmol吲哚西(xi)丁(ding)(50次注射)后(hou),暴露(lu)于吲哚西(xi)丁(ding)的(de)(de)(de)巨(ju)(ju)(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)表面區(qu)域(yu)變(bian)暗(an),折射率發(fa)生顯(xian)著變(bian)化(hua),表明形(xing)成緊密堆積的(de)(de)(de)三維(wei)結構,僅(jin)部分保留在(zai)(zai)焦平面內(nei)(nei)(nei)(圖7b)。小(xiao)(xiao)粒子(θ)≈在(zai)(zai)上(shang)述聚集體(ti)(ti)形(xing)成后(hou)約(yue)1分鐘(zhong)內(nei)(nei)(nei),巨(ju)(ju)(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)(nei)出(chu)(chu)現0.9 m(圖7 C)。隨(sui)后(hou)再添(tian)加0.1 fmol吲哚西(xi)啶后(hou),膜表面的(de)(de)(de)聚集物仍然存(cun)在(zai)(zai),更(geng)多的(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)直徑顆粒出(chu)(chu)現在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)大的(de)(de)(de)囊(nang)泡內(nei)(nei)(nei)(圖7,DF)。這種類似內(nei)(nei)(nei)吞(tun)作(zuo)用的(de)(de)(de)過(guo)程在(zai)(zai)隨(sui)后(hou)添(tian)加吲哚西(xi)丁(ding)的(de)(de)(de)情況下重復,大量(liang)小(xiao)(xiao)顆粒逐漸積聚在(zai)(zai)巨(ju)(ju)(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)內(nei)(nei)(nei),并且巨(ju)(ju)(ju)大脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)略(lve)有減小(xiao)(xiao)。



隨后(hou),我們研究(jiu)了(le)吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)對由(you)SOPC和膽固醇(chun)(chun)組成(cheng)的(de)(de)巨(ju)大脂質(zhi)(zhi)體(ti)(Xchol?0.1)的(de)(de)影(ying)響。吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)在(zai)膽固醇(chun)(chun)存在(zai)的(de)(de)情(qing)(qing)況下也會(hui)引起巨(ju)大脂質(zhi)(zhi)體(ti)的(de)(de)起泡(pao)。形成(cheng)的(de)(de)內吞小泡(pao)在(zai)巨(ju)大小泡(pao)的(de)(de)表面上深度聚(ju)集(ji)(圖(tu)8b)。具體(ti)地說(shuo),在(zai)添加(jia)約0.2 fmol吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)啶(~400 fl,20次注射,圖(tu)8 B)后(hou)約5 s內,巨(ju)大脂質(zhi)(zhi)體(ti)表面出現一(yi)簇小顆粒(li)。隨后(hou),聚(ju)集(ji)物(wu)轉移(yi)到巨(ju)大的(de)(de)脂質(zhi)(zhi)體(ti)中,同時也有少量(liang)內吞顆粒(li)(θ≈0.9米)處可見。進一(yi)步添加(jia)吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)會(hui)增加(jia)這些(xie)顆粒(li)的(de)(de)數量(liang),并導(dao)致(zhi)巨(ju)大脂質(zhi)(zhi)體(ti)收縮。然而(er),即使(shi)在(zai)暴露于~2 fmol吲(yin)(yin)哚(duo)(duo)西(xi)丁(ding)(200次注射,數據未顯示)的(de)(de)情(qing)(qing)況下,膜大體(ti)上仍保持(chi)完整(zheng)。



討論


馬蓋寧2和吲哚青霉素的膜活性


單(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng)實(shi)驗(yan)顯(xian)示(shi),magainin 2和(he)吲(yin)哚西啶具有(you)高度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)活性(xing)(圖(tu)1),在(zai)(zai)(zai)空氣/水界面(mian)上的(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)膜(mo)(mo)下(xia)注(zhu)射(she)后,表(biao)面(mian)壓(ya)力顯(xian)著增(zeng)加(jia)(jia)。根據膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)組成,發現了與表(biao)面(mian)壓(ya)力πc對應的(de)(de)(de)(de)(de)臨界堆積密度(du)(du)(du),超(chao)過(guo)該密度(du)(du)(du),這(zhe)些肽(tai)(tai)(tai)不(bu)再(zai)與單(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng)相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong),從而(er)導(dao)致(zhi)π的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(Verger和(he)Pattus,1976)。盡(jin)管這(zhe)兩種(zhong)肽(tai)(tai)(tai)插(cha)入兩性(xing)離(li)子磷脂(zhi)(zhi)酰膽堿單(dan)(dan)(dan)分子膜(mo)(mo),但它們(men)優(you)先(xian)與酸性(xing)磷脂(zhi)(zhi)相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong),與其(qi)(qi)凈陽離(li)子電荷保(bao)持(chi)一致(zhi)(Matsuzaki等(deng)(deng)人(ren),1991、1993、1995a、1998;Ladokhin等(deng)(deng)人(ren),1997)。然而(er),PG對其(qi)(qi)穿透(tou)力的(de)(de)(de)(de)(de)影響明(ming)顯(xian)不(bu)同(tong),吲(yin)哚西丁(ding)(ding)在(zai)(zai)(zai)~38 mN/m的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)壓(ya)力下(xia)有(you)一個交叉點,吲(yin)哚西丁(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)斜率為(wei)?存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)PG時,π與π0的(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)值變(bian)得更(geng)陡(圖(tu)1)。相(xiang)比(bi)之下(xia),斜坡??與π0相(xiang)比(bi),magainin 2的(de)(de)(de)(de)(de)穿透(tou)力未因PG的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)而(er)改變(bian)(圖(tu)1A)。我(wo)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)數據表(biao)明(ming),magainin 2更(geng)表(biao)面(mian)地附著于單(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng),其(qi)(qi)穿透(tou)深度(du)(du)(du)增(zeng)加(jia)(jia)PG,并隨(sui)著表(biao)面(mian)壓(ya)力的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)而(er)逐漸減小,其(qi)(qi)長軸(zhou)(zhou)相(xiang)對于層(ceng)(ceng)平(ping)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)角度(du)(du)(du)在(zai)(zai)(zai)不(bu)同(tong)壓(ya)力下(xia)保(bao)持(chi)相(xiang)對不(bu)變(bian)。上述magainin 2與脂(zhi)(zhi)質(zhi)單(dan)(dan)(dan)分子膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong)模式可(ke)兼容1)其(qi)(qi)主要為(wei)=-螺旋(xuan)構象,PG增(zeng)加(jia)(jia)=-螺旋(xuan)度(du)(du)(du)(Wieprecht et al.,1997),和(he)2)該肽(tai)(tai)(tai)在(zai)(zai)(zai)其(qi)(qi)長軸(zhou)(zhou)平(ping)行于層(ceng)(ceng)平(ping)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)向(xiang)脂(zhi)(zhi)質(zhi)雙層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)淺(qian)層(ceng)(ceng)滲透(tou)(Bechinger等(deng)(deng)人(ren),1993年(nian);Matsuzaki等(deng)(deng)人(ren),1994年(nian))。在(zai)(zai)(zai)π>πc時,magainin 2仍可(ke)能(neng)與單(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)PG靜電結合,盡(jin)管沒(mei)有(you)穿透(tou)膜(mo)(mo),因此不(bu)會導(dao)致(zhi)π增(zeng)加(jia)(jia)。最(zui)后,我(wo)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)數據還表(biao)明(ming),與雙層(ceng)(ceng)不(bu)同(tong),magainin 2不(bu)會在(zai)(zai)(zai)脂(zhi)(zhi)質(zhi)單(dan)(dan)(dan)層(ceng)(ceng)中(zhong)采用(yong)(yong)垂直(zhi)方向(xiang)(即其(qi)(qi)=-螺旋(xuan)的(de)(de)(de)(de)(de)長軸(zhou)(zhou)垂直(zhi)于層(ceng)(ceng)平(ping)面(mian))。


對(dui)(dui)于(yu)測試(shi)的(de)(de)(de)所有(you)單層(ceng)組(zu)成(cheng)(cheng),吲(yin)哚(duo)(duo)青霉素的(de)(de)(de)πc值超過(guo)了馬蓋(gai)寧2的(de)(de)(de)測量值(圖(tu)1 c),表(biao)(biao)(biao)明該肽(tai)在(zai)酰基(ji)鏈之間有(you)效插(cha)(cha)入和插(cha)(cha)層(ceng)。吲(yin)哚(duo)(duo)西丁(ding)在(zai)~38 mN/m的(de)(de)(de)交叉點(dian)(dian)值得(de)關注。在(zai)后一(yi)個表(biao)(biao)(biao)面壓力(li)之下,表(biao)(biao)(biao)面壓力(li)的(de)(de)(de)增(zeng)量??在(zai)PG存在(zai)的(de)(de)(de)情況(kuang)下,吲(yin)哚(duo)(duo)西丁(ding)引起的(de)(de)(de)反(fan)應增(zeng)強,而(er)在(zai)較(jiao)高的(de)(de)(de)初(chu)始(shi)脂(zhi)質堆(dui)積(ji)密度下觀察到相反(fan)的(de)(de)(de)反(fan)應。有(you)趣的(de)(de)(de)是(shi)(shi),不(bu)(bu)管脂(zhi)質成(cheng)(cheng)分(即PG的(de)(de)(de)存在(zai))如(ru)何(he),交叉點(dian)(dian)幾乎保持不(bu)(bu)變,因(yin)此(ci)表(biao)(biao)(biao)明它可以(yi)完全由表(biao)(biao)(biao)面壓力(li)決(jue)定,而(er)不(bu)(bu)管靜電(dian)相互(hu)作用如(ru)何(he)。一(yi)種可能的(de)(de)(de)機制是(shi)(shi),在(zai)π0>38 mN/m時,吲(yin)哚(duo)(duo)西丁(ding)以(yi)壓力(li)依賴的(de)(de)(de)方(fang)式改變其在(zai)單層(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)取(qu)向(xiang)(xiang),可能是(shi)(shi)從(cong)其長軸相對(dui)(dui)于(yu)層(ceng)平面的(de)(de)(de)平行(xing)到垂直(zhi)取(qu)向(xiang)(xiang)(圖(tu)9,B和C),從(cong)而(er)減(jian)少(shao)面積(ji)/肽(tai)并減(jian)少(shao)?π.此(ci)外(wai),一(yi)些(xie)靜電(dian)結合(he)吲(yin)哚(duo)(duo)肽(tai)的(de)(de)(de)PG分子(zi)(zi)也(ye)可能與(yu)單層(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)磷脂(zhi)方(fang)向(xiang)(xiang)不(bu)(bu)同。換句話說,吲(yin)哚(duo)(duo)西丁(ding)與(yu)其相關的(de)(de)(de)PG將(jiang)形成(cheng)(cheng)一(yi)種超分子(zi)(zi)復合(he)物,其取(qu)向(xiang)(xiang)將(jiang)取(qu)決(jue)于(yu)壓力(li)。這在(zai)圖(tu)9中(zhong)(zhong)(zhong)示意性地(di)示出(chu)。重要的(de)(de)(de)是(shi)(shi),所提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)肽(tai)連(lian)接(jie)磷脂(zhi)的(de)(de)(de)重新定向(xiang)(xiang)將(jiang)與(yu)最近提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)模(mo)型兼容,在(zai)該模(mo)型中(zhong)(zhong)(zhong),穿(chuan)過(guo)雙層(ceng)的(de)(de)(de)孔表(biao)(biao)(biao)面的(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分將(jiang)由脂(zhi)質頭基(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(sui)然熒光(guang)光(guang)譜顯(xian)示,馬蓋寧2和(he)吲(yin)(yin)哚西啶對脂(zhi)質動力學的(de)(de)(de)影響存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)明顯(xian)差異(yi),但(dan)也存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)一些(xie)明顯(xian)的(de)(de)(de)相(xiang)似之處。因此(ci),DPH各向(xiang)異(yi)性(xing)(xing)r的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)表明,在(zai)(zai)存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)酸(suan)性(xing)(xing)磷脂(zhi)的(de)(de)(de)情(qing)況下,這(zhe)兩種肽(tai)都會導致(zhi)酰(xian)基鏈順(shun)序的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia),這(zhe)種影響的(de)(de)(de)程度隨著XPG的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)而增(zeng)加(jia)(jia)(圖(tu)3b和(he)5b)。同(tong)樣,在(zai)(zai)膽固(gu)醇存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)情(qing)況下,兩種肽(tai)對芘(bi)熒光(guang)的(de)(de)(de)有(you)效猝滅也很明顯(xian)(圖(tu)2a和(he)4a)。這(zhe)可能(neng)(neng)與膽固(gu)醇的(de)(de)(de)OH基團和(he)馬蓋寧的(de)(de)(de)E19殘基之間的(de)(de)(de)相(xiang)互(hu)作用(yong)有(you)關(Tytler等人,1995年),該肽(tai)在(zai)(zai)膜中具(ju)有(you)跨(kua)膜取向(xiang)。當(dang)Xchol=0.1時,r值的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)是由于(yu)吲(yin)(yin)哚西丁所致(zhi),而馬加(jia)(jia)寧則無影響。這(zhe)表明,在(zai)(zai)膽固(gu)醇存(cun)(cun)(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)情(qing)況下,吲(yin)(yin)哚肽(tai)可能(neng)(neng)采(cai)用(yong)跨(kua)雙層(ceng)取向(xiang),其長軸垂直于(yu)雙層(ceng)平面。


這兩種抗菌(jun)肽(tai)對(dui)芘標記的(de)磷脂(zhi)(zhi)類似物(wu)的(de)猝(cu)滅(mie)機制令人感(gan)興趣。可(ke)能(neng)涉及π-陽離子(zi)相互作用(Dougherty,1996),后者由肽(tai)的(de)堿性(xing)殘基表示(shi)。吲哚西丁具有較(jiao)高的(de)Trp含量(liang)(39%),可(ke)促進其分配到(dao)脂(zhi)(zhi)質雙(shuang)層(Wimley和(he)White,1996)。因此,芘和(he)色氨酸(suan)之間的(de)π-相互作用也是(shi)可(ke)能(neng)的(de)。已經(jing)證(zheng)明,色氨酸(suan)可(ke)以淬滅(mie)膠束溶(rong)液(ye)中各種芘衍生(sheng)物(wu)的(de)熒(ying)光發(fa)射(Encinas和(he)Lissi,1986;Altamirano等人,1998)。另(ling)一(yi)種可(ke)能(neng)性(xing)是(shi)鏈反轉(Holopainen et al.,1999),通過肽(tai)與脂(zhi)(zhi)質雙(shuang)層結合,導致芘部分調節(jie)到(dao)更極性(xing)的(de)環境中,從而增加熒(ying)光團(tuan)微環境的(de)極性(xing),并(bing)導致量(liang)子(zi)產率降低(di)。


除上(shang)述(shu)相似性外(wai),當使用(yong)芘(bi)(bi)標記的脂質(zhi)類似物研究(jiu)酸(suan)性磷(lin)脂對脂質(zhi)動(dong)力學的影響(xiang)時,兩種肽之間也存(cun)(cun)在(zai)(zai)明(ming)(ming)顯(xian)差異。Magainin 2導(dao)致(zhi)兩性磷(lin)脂組成的LUV的芘(bi)(bi)發射顯(xian)著(zhu)猝(cu)(cu)滅(圖2A)。然(ran)而,在(zai)(zai)PG存(cun)(cun)在(zai)(zai)的情(qing)況下,芘(bi)(bi)的單(dan)體強度(du)(du)增加,XPG逐漸增加了這種效應(ying)的幅(fu)度(du)(du)(圖2A)。圓二色(se)性、拉曼光(guang)譜(pu)、傅里葉變換紅(hong)外(wai)光(guang)譜(pu)和固態(tai)核磁共振研究(jiu)表明(ming)(ming),馬蓋寧(ning)在(zai)(zai)與(yu)(yu)脂質(zhi)雙層結合(he)時采用(yong)螺(luo)旋(xuan)構象(Matsuzaki等(deng)人(ren)(ren),1989年(nian)(nian)(nian)、1991年(nian)(nian)(nian);Williams等(deng)人(ren)(ren),1990年(nian)(nian)(nian);Jackson等(deng)人(ren)(ren),1992年(nian)(nian)(nian);Bechinger等(deng)人(ren)(ren),1993年(nian)(nian)(nian);Wieprecht等(deng)人(ren)(ren),1997年(nian)(nian)(nian);Hirsh等(deng)人(ren)(ren),1996年(nian)(nian)(nian))。magainin 2對兩種膜(mo)的這些不同影響(xiang)可能是由于(yu)(yu)1)通過(guo)與(yu)(yu)肽的帶正電基團(例如(ru)賴氨酸(suan)的?氨基)直接接觸使芘(bi)(bi)熒光(guang)猝(cu)(cu)滅,或2)插入雙層的=-螺(luo)旋(xuan)肽改變熒光(guang)團的微(wei)環(huan)境,與(yu)(yu)層平面平行,如(ru)上(shang)所(suo)述(shu)。然(ran)而,在(zai)(zai)PG存(cun)(cun)在(zai)(zai)的情(qing)況下,肽的正電荷應(ying)在(zai)(zai)與(yu)(yu)酸(suan)性磷(lin)脂形成靜電復合(he)物時被中和,從而減少由于(yu)(yu)π-陽離子(zi)相互作用(yong)導(dao)致(zhi)的芘(bi)(bi)熒光(guang)猝(cu)(cu)滅。


有(you)趣(qu)的(de)(de)是,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)存在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)酸性(xing)磷(lin)脂(zhi)的(de)(de)情況下,肌動(dong)蛋白(bai)/脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)摩爾(er)(er)比(bi)(bi)(在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)該摩爾(er)(er)比(bi)(bi)下,肌動(dong)蛋白(bai)的(de)(de)初始增(zeng)(zeng)量(liang)趨(qu)(qu)于(yu)(yu)穩定)分(fen)別為1:21、1:16和1:12.5,對應(ying)于(yu)(yu)XPG=0.1、0.2和0.4(圖(tu)2A),分(fen)別產生1:2、1:3和1:5的(de)(de)肌動(dong)蛋白(bai)/磷(lin)脂(zhi)化(hua)學(xue)計(ji)量(liang)比(bi)(bi)。同(tong)時,DPH的(de)(de)初始r增(zeng)(zeng)量(liang)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)magainin/脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)摩爾(er)(er)比(bi)(bi)為~1:30、1:12和1:5時趨(qu)(qu)于(yu)(yu)平穩(XPG分(fen)別為0.1、0.2和0.4),對應(ying)于(yu)(yu)大約1:3、1:2.5和1:2的(de)(de)magainin/PG化(hua)學(xue)計(ji)量(liang)比(bi)(bi)(圖(tu)3)。據報(bao)道,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)這(zhe)些肽/脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)摩爾(er)(er)比(bi)(bi)下,magainin可插入含(han)酸性(xing)磷(lin)脂(zhi)的(de)(de)膜中(Ludtke等(deng)人(ren),1994年)。此外,已經(jing)證明,雙分(fen)子層(ceng)(ceng)中magainin的(de)(de)=-螺(luo)旋的(de)(de)方(fang)向取決于(yu)(yu)肽與脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)摩爾(er)(er)比(bi)(bi),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)上述化(hua)學(xue)計(ji)量(liang)比(bi)(bi)下,螺(luo)旋應(ying)垂(chui)直于(yu)(yu)膜表面插入,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)含(han)PG的(de)(de)膜中形成孔(Ludtke等(deng)人(ren),1996)。這(zhe)些孔不僅(jin)由兩親螺(luo)旋的(de)(de)極(ji)性(xing)面組成,而(er)(er)且還由脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)極(ji)性(xing)頭基(ji)組成,內(nei)外單層(ceng)(ceng)通過這(zhe)些孔襯脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)是連續的(de)(de)。膜中的(de)(de)這(zhe)種(zhong)結構可能會(hui)降(jiang)(jiang)低探針芘部(bu)分(fen)微(wei)環境的(de)(de)極(ji)性(xing),從而(er)(er)提高其量(liang)子產率。有(you)趣(qu)的(de)(de)是,當(dang)XPG>0.1時,magainin 2逐漸(jian)降(jiang)(jiang)低Ie/Im值(圖(tu)3 A),這(zhe)與增(zeng)(zeng)強的(de)(de)酰基(ji)鏈(lian)順(shun)序減(jian)少脂(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)側向擴散的(de)(de)速率一(yi)致。然而(er)(er),由于(yu)(yu)magainin 2已經(jing)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)XPG=0.1時增(zeng)(zeng)加了r,Ie/Im沒(mei)有(you)變化(hua),我們可以得出結論,PPDPG探針向微(wei)區富集以及(ji)其橫(heng)向擴散的(de)(de)減(jian)少正在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)發生。


與(yu)(yu)(yu)magainin 2類似,吲(yin)(yin)哚(duo)青霉(mei)素與(yu)(yu)(yu)陰(yin)離(li)子(zi)和兩性(xing)離(li)子(zi)囊泡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)結(jie)合非常不同(圖(tu)1b、4和5),與(yu)(yu)(yu)先(xian)前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平衡透析研究(jiu)一(yi)致(zhi)(Ladokhin et al.,1997)。雖然芘(bi)熒光的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)猝(cu)滅(mie)(mie)顯(xian)(xian)示吲(yin)(yin)哚(duo)肽(tai)(tai)(tai)被(bei)(bei)分配到(dao)SOPC雙層(ceng)中,但(dan)對(dui)(dui)膜(mo)酰基鏈順序幾乎(hu)沒有影響(圖(tu)5)。相反,吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)啶與(yu)(yu)(yu)陰(yin)離(li)子(zi)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)導致(zhi)脂(zhi)(zhi)酰鏈順序增(zeng)(zeng)(zeng)加,明顯(xian)(xian)表現為DPH熒光各向異性(xing)增(zeng)(zeng)(zeng)加,并對(dui)(dui)XPG呈(cheng)S形依(yi)賴(lai)(圖(tu)5)。與(yu)(yu)(yu)magainin 2相反,吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)導致(zhi)芘(bi)單體和準分子(zi)發射強(qiang)度顯(xian)(xian)著平行降(jiang)低(di),與(yu)(yu)(yu)脂(zhi)(zhi)質成分無關,Ie/Im變化(hua)較小(xiao)(xiao)(圖(tu)4)。相應(ying)地,吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)誘導酸(suan)性(xing)PG富集(ji)到(dao)微區。有趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),在(zai)吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)/脂(zhi)(zhi)質摩(mo)爾(er)比為1:20以(yi)下(xia),芘(bi)Im的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)減少(shao)順序為XPG=0.40.20.10(圖(tu)4a),而(er)(er)在(zai)吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)/脂(zhi)(zhi)質摩(mo)爾(er)比為1:10時(shi),Im的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)減少(shao)對(dui)(dui)XPG的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)依(yi)賴(lai)性(xing)相反。這(zhe)種變化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可能機制如下(xia)。在(zai)低(di)肽(tai)(tai)(tai)/脂(zhi)(zhi)摩(mo)爾(er)比時(shi),吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)似乎(hu)被(bei)(bei)調節到(dao)雙層(ceng)界(jie)面(Ladokhin等人,1997),芘(bi)標(biao)記鏈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鏈反轉(zhuan)(Holopainen等人,1999)使該部分更接(jie)近雙層(ceng)表面,從而(er)(er)允許其(qi)與(yu)(yu)(yu)吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)殘(can)(can)基接(jie)觸。后者通過π-陽離(li)子(zi)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)導致(zhi)芘(bi)部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碰撞(zhuang)猝(cu)滅(mie)(mie)。然而(er)(er),隨(sui)著XPG的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加,我們可以(yi)預期PG頭基與(yu)(yu)(yu)吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)堿性(xing)殘(can)(can)基發生靜電結(jie)合,從而(er)(er)阻(zu)止芘(bi)與(yu)(yu)(yu)吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)陽離(li)子(zi)殘(can)(can)基之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)直接(jie)接(jie)觸。隨(sui)著肽(tai)(tai)(tai)濃(nong)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加,吲(yin)(yin)哚(duo)肽(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)結(jie)合以(yi)協(xie)同方式(shi)增(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang),猝(cu)滅(mie)(mie)效率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)逆轉(zhuan)可能涉及(ji)雙分子(zi)層(ceng)中脂(zhi)(zhi)肽(tai)(tai)(tai)復(fu)合物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚集(ji)。因此,在(zai)酸(suan)性(xing)含磷脂(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)中,吲(yin)(yin)哚(duo)對(dui)(dui)芘(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)猝(cu)滅(mie)(mie)作(zuo)用(yong)(yong)較小(xiao)(xiao)。當吲(yin)(yin)哚(duo)肽(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度增(zeng)(zeng)(zeng)加到(dao)肽(tai)(tai)(tai)/脂(zhi)(zhi)比1:10以(yi)上(shang)時(shi),肽(tai)(tai)(tai)將以(yi)高(gao)度協(xie)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)并入膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)酰基鏈區域(Ha等人,2000)(圖(tu)9 E),而(er)(er)在(zai)中性(xing)膜(mo)中,肽(tai)(tai)(tai)位于界(jie)面(圖(tu)9 D)。插入吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量取決(jue)于雙層(ceng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)XPG,導致(zhi)吲(yin)(yin)哚(duo)西(xi)(xi)(xi)丁(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Trp殘(can)(can)基的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)猝(cu)滅(mie)(mie)占主(zhu)導地位,與(yu)(yu)(yu)XPG=0.4時(shi)Im的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)(xian)著減少(shao)一(yi)致(zhi)(圖(tu)4a)。


馬蓋寧2和吲哚西啶對巨脂質體的影響


細(xi)胞(bao)質(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)通透性被認為是馬(ma)加寧(ning)和(he)(he)(he)吲哚(duo)(duo)肽(tai)(tai)等(deng)(deng)(deng)肽(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌(jun)作(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)(Matsuzaki,1998,1999;Sitaram和(he)(he)(he)Nagaraj,1999),并(bing)提(ti)出(chu)了幾種(zhong)機制(zhi)模型(綜述(shu)見Bechinger,1999)。孔(kong)(kong)或通道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)被認為會導(dao)致跨膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)電位的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耗散和(he)(he)(he)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)不對稱(Falla等(deng)(deng)(deng)人(ren),1996年;Matsuzaki,1998年,1999年;Sitaram和(he)(he)(he)Nagaraj,1999年)。Magainin 2和(he)(he)(he)吲哚(duo)(duo)肽(tai)(tai)應按照定義的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構插入脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)雙層(ceng),與(yu)所有(you)(you)疏(shu)水(shui)(shui)氨基(ji)酸形成(cheng)構象(xiang),形成(cheng)一(yi)個表(biao)(biao)面,然后與(yu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疏(shu)水(shui)(shui)核心接(jie)觸。因(yin)此(ci),這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)肽(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)插入迫使(shi)磷脂(zhi)(zhi)(zhi)酰基(ji)鏈分(fen)(fen)開。這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)肽(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌(jun)作(zuo)用(yong)(yong)還可(ke)(ke)(ke)能(neng)包括局(ju)部(bu)(bu)相變(bian),如脂(zhi)(zhi)(zhi)肽(tai)(tai)膠束從(cong)雙層(ceng)分(fen)(fen)離,或由于(yu)(yu)插入肽(tai)(tai)引起(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)曲率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)(bu)變(bian)化(hua),這(zhe)(zhe)(zhe)可(ke)(ke)(ke)能(neng)導(dao)致雙層(ceng)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)(bu)坍塌。在(zai)分(fen)(fen)子(zi)水(shui)(shui)平上(shang),這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)過程可(ke)(ke)(ke)能(neng)是本文報道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)magainin 2和(he)(he)(he)吲哚(duo)(duo)美(mei)辛誘導(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨大(da)(da)囊(nang)泡(pao)(pao)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎。magainin的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)裂解活性對靶(ba)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)成(cheng)分(fen)(fen)高度(du)敏感,該肽(tai)(tai)優先結(jie)合(he)(he)(he)并(bing)滲透陰離子(zi)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(Matsuzaki等(deng)(deng)(deng)人(ren),1991、1993、1995a、1998)。因(yin)此(ci),對微(wei)生物致死(si)濃度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)蓋寧(ning)不會裂解哺乳動物細(xi)胞(bao),因(yin)為哺乳動物細(xi)胞(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)外(wai)層(ceng)不含帶負電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磷脂(zhi)(zhi)(zhi)(Ma tsuzaki,1999)。大(da)(da)腸桿菌(jun)暴露于(yu)(yu)magainin會導(dao)致細(xi)菌(jun)表(biao)(biao)面出(chu)現氣(qi)泡(pao)(pao)(Matsuzaki等(deng)(deng)(deng)人(ren),1997年)。在(zai)本研究中(zhong),觀(guan)察到(dao)由馬(ma)蓋寧(ning)2和(he)(he)(he)吲哚(duo)(duo)青(qing)霉素誘導(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊(nang)泡(pao)(pao)形成(cheng),這(zhe)(zhe)(zhe)代表(biao)(biao)了它們與(yu)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)雙層(ceng)結(jie)合(he)(he)(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)宏觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)。重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是,酸性PG的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)是兩(liang)種(zhong)肽(tai)(tai)產(chan)生囊(nang)泡(pao)(pao)所必需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。巨大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊(nang)泡(pao)(pao)形成(cheng)需(xu)要反復(fu)應用(yong)(yong)magainin 2,因(yin)此(ci)暗示(shi)了一(yi)種(zhong)濃度(du)依賴性作(zuo)用(yong)(yong)機制(zhi)。已經證明(ming),在(zai)存在(zai)magainin的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)隙(xi)是短暫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),具有(you)(you)有(you)(you)限的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壽命(Matsuzaki等(deng)(deng)(deng)人(ren),1995b)。當附近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔(kong)(kong)隙(xi)崩解時,可(ke)(ke)(ke)能(neng)形成(cheng)肽(tai)(tai)和(he)(he)(he)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)超分(fen)(fen)子(zi)復(fu)合(he)(he)(he)物,從(cong)而導(dao)致雙層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)短暫破壞(圖6)。同時,一(yi)些(xie)肽(tai)(tai)分(fen)(fen)子(zi)應該轉移到(dao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部(bu)(bu)小葉中(zhong)(Matsuzaki等(deng)(deng)(deng)人(ren),1995a,1996),從(cong)而使(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)重組和(he)(he)(he)愈合(he)(he)(he)。由于(yu)(yu)magainin 2而形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)吞小泡(pao)(pao)比胞(bao)吐(tu)更(geng)明(ming)顯(圖6),這(zhe)(zhe)(zhe)可(ke)(ke)(ke)能(neng)與(yu)肽(tai)(tai)在(zai)雙層(ceng)外(wai)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不對稱應用(yong)(yong)有(you)(you)關(guan)。因(yin)此(ci),巨大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)囊(nang)泡(pao)(pao)化(hua)可(ke)(ke)(ke)以緩解由于(yu)(yu)不對稱肽(tai)(tai)結(jie)合(he)(he)(he)和(he)(he)(he)隨后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)膨脹(zhang)而導(dao)致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙層(ceng)不利應變(bian)。囊(nang)泡(pao)(pao)化(hua)可(ke)(ke)(ke)以降低剩余巨大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)肽(tai)(tai)濃度(du),從(cong)而減少孔(kong)(kong)隙(xi)形成(cheng)。隨后,需(xu)要繼續向膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)中(zhong)添加magainin 2以引起(qi)(qi)巨大(da)(da)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)一(yi)步囊(nang)泡(pao)(pao)化(hua)(圖6)。


吲(yin)(yin)哚西(xi)丁只含有(you)13個氨基酸,因此(ci)太(tai)短(duan),無法(fa)跨(kua)(kua)越雙層。然而,該(gai)肽可(ke)以作(zuo)為聚(ju)集物或帶有(you)相關(guan)酸性磷脂的(de)頭尾二(er)聚(ju)體橫跨(kua)(kua)雙層(圖9 E),從而導致膜(mo)不(bu)穩定(ding)(ding)性。已經證(zheng)明,吲(yin)(yin)哚西(xi)丁能(neng)夠通過穿過外(wai)膜(mo)殺死革蘭氏(shi)陰性細(xi)(xi)菌,并通過形(xing)成(cheng)通道破壞細(xi)(xi)胞質膜(mo)(Falla et al.,1996)。與(yu)magainin 2的(de)作(zuo)用(yong)相比,吲(yin)(yin)哚青霉素誘導的(de)內吞小(xiao)泡較小(xiao)(圖7)可(ke)能(neng)反(fan)映了這些肽與(yu)脂質相互作(zuo)用(yong)的(de)不(bu)同模式(shi)。一些吲(yin)(yin)哚肽分子可(ke)能(neng)會轉移到(dao)膜(mo)的(de)內部小(xiao)葉(xie)中。除了具有(you)廣(guang)譜(pu)的(de)抗(kang)真菌和抗(kang)菌活性外(wai),吲(yin)(yin)哚西(xi)丁對(dui)(dui)哺乳動物細(xi)(xi)胞也有(you)毒性(Schluesener等(deng)人,1993年;Ahmad等(deng)人,1995年)。有(you)趣的(de)是,吲(yin)(yin)哚西(xi)丁對(dui)(dui)SOPC和SOPC膽(dan)固(gu)醇(chun)巨(ju)型脂質體的(de)作(zuo)用(yong)不(bu)同。在這一階段,根本原(yuan)因尚(shang)不(bu)確定(ding)(ding),可(ke)能(neng)與(yu)膽(dan)固(gu)醇(chun)對(dui)(dui)雙層結構以及吲(yin)(yin)哚肽在膜(mo)中的(de)取(qu)向的(de)影響(xiang)有(you)關(guan)。因此(ci),需要進一步的(de)研究來闡(chan)明膽(dan)固(gu)醇(chun)對(dui)(dui)吲(yin)(yin)哚肽膜(mo)結合的(de)影響(xiang)。


我(wo)們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)表(biao)(biao)明,在(zai)帶負(fu)(fu)電荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磷脂(zhi)存(cun)在(zai)下,magainin 2對所(suo)用(yong)(yong)生物膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)模型(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)顯著增強。除了(le)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)負(fu)(fu)電荷(he)外(wai),肽(tai)/脂(zhi)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學計量也(ye)被證(zheng)明是(shi)(shi)雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中馬(ma)蓋寧(ning)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要決定(ding)(ding)因(yin)素(Ludtke等(deng)人(ren)(ren),1994)。在(zai)低肽(tai)/脂(zhi)質(zhi)比率下,=-螺(luo)旋肽(tai)基(ji)本上平(ping)(ping)行(xing)于膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)(biao)面(mian),并淺(qian)穿透膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)疏水(shui)核(he)心(xin)(Bechinger等(deng)人(ren)(ren),1993年;Matsuzaki等(deng)人(ren)(ren),1994年)。該(gai)位(wei)置將(jiang)脂(zhi)質(zhi)頭(tou)基(ji)推到(dao)(dao)(dao)一(yi)邊,迫使疏水(shui)區域(yu)形成(cheng)(cheng)間隙(xi),而(er)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)變(bian)薄以(yi)填充間隙(xi)(Ludtke et al.,1995)。先前已強調了(le)由(you)magainin形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)孔隙(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬時(shi)(shi)(shi)性質(zhi)(Matsuzaki等(deng)人(ren)(ren),1995b)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)局部和瞬時(shi)(shi)(shi)破壞可能(neng)(neng)需要肽(tai)與(yu)(yu)靶(ba)(ba)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不對稱結合。因(yin)此(ci)(ci),在(zai)magainin與(yu)(yu)靶(ba)(ba)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)質(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)小(xiao)葉(xie)(xie)(xie)結合后,該(gai)外(wai)單(dan)分子層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)側壓(ya)力比內小(xiao)葉(xie)(xie)(xie)增加。此(ci)(ci)外(wai),平(ping)(ping)行(xing)于層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)平(ping)(ping)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)=-螺(luo)旋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)位(wei)置在(zai)外(wai)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)單(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中施(shi)加曲(qu)率應變(bian),導致正的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自發曲(qu)率。當兩(liang)(liang)個(ge)小(xiao)葉(xie)(xie)(xie)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)側壓(ya)差大小(xiao)和與(yu)(yu)正自發曲(qu)率相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量超(chao)過(guo)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)變(bian)形所(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量時(shi)(shi)(shi),雙分子層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不穩定(ding)(ding),肽(tai)相(xiang)對于層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)平(ping)(ping)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)垂(chui)直方(fang)向發生重(zhong)新定(ding)(ding)向,孔隙(xi)打開(kai)。這些(xie)孔隨后可能(neng)(neng)在(zai)靶(ba)(ba)體內聚集成(cheng)(cheng)超(chao)分子結構(gou),如在(zai)巨型(xing)(xing)脂(zhi)質(zhi)體中觀察(cha)(cha)到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(圖6)。因(yin)此(ci)(ci),孔隙(xi)和不穩定(ding)(ding)狀態(tai)將(jiang)是(shi)(shi)暫時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),允許雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)愈合。為此(ci)(ci),馬(ma)格蛋白(bai)2在(zai)其(qi)序列(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中間含有一(yi)組(zu)正電荷(he)。同樣,當該(gai)肽(tai)在(zai)雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中形成(cheng)(cheng)瞬時(shi)(shi)(shi)孔并垂(chui)直于膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)平(ping)(ping)面(mian)定(ding)(ding)向時(shi)(shi)(shi),這些(xie)陽離子殘基(ji)也(ye)可能(neng)(neng)靜(jing)電結合到(dao)(dao)(dao)PG,類(lei)似(si)于此(ci)(ci)處提出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)吲(yin)哚肽(tai)組(zu)織(zhi)(圖9)。原核(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)和真(zhen)核(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)脂(zhi)質(zhi)成(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要區別在(zai)于后者富含膽(dan)固(gu)醇(Op den Kamp,1979)。上述機制(zhi)也(ye)將(jiang)與(yu)(yu)膽(dan)固(gu)醇的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)相(xiang)兼容,以(yi)防止magainin 2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)擾動(dong)作用(yong)(yong)。更具體地說,膽(dan)固(gu)醇在(zai)人(ren)(ren)類(lei)質(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)個(ge)小(xiao)葉(xie)(xie)(xie)之(zhi)間轉(zhuan)移(觸發器)非常快(Lange et al.,1981)。因(yin)此(ci)(ci),這種膽(dan)固(gu)醇的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速易位(wei)可以(yi)消(xiao)除在(zai)magainin 2結合到(dao)(dao)(dao)后一(yi)單(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)后靶(ba)(ba)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)內外(wai)小(xiao)葉(xie)(xie)(xie)側壓(ya)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)。因(yin)此(ci)(ci),與(yu)(yu)細(xi)菌(jun)(jun)靶(ba)(ba)點(dian)相(xiang)比,這種肽(tai)在(zai)真(zhen)核(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)中產生毒性作用(yong)(yong)需要大量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)magainin 2(Zasloff,1987)。據估計,真(zhen)核(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)質(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)外(wai)小(xiao)葉(xie)(xie)(xie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)衡(heng)側壓(ya)力約為32 mN/m(Demel等(deng)人(ren)(ren),1975年)。在(zai)超(chao)過(guo)34 mN/m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力下,觀察(cha)(cha)到(dao)(dao)(dao)吲(yin)哚西丁高(gao)(gao)效滲(shen)透到(dao)(dao)(dao)單(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中,這可能(neng)(neng)部分解(jie)釋了(le)該(gai)肽(tai)在(zai)真(zhen)核(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)作用(yong)(yong)。此(ci)(ci)外(wai),哺(bu)乳動(dong)物質(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)小(xiao)葉(xie)(xie)(xie)僅(jin)由(you)兩(liang)(liang)性離子磷脂(zhi)組(zu)成(cheng)(cheng),而(er)細(xi)菌(jun)(jun)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)含有大量帶負(fu)(fu)電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PG(Op den Kamp,1979)。因(yin)此(ci)(ci),由(you)于缺乏負(fu)(fu)電荷(he)和高(gao)(gao)壓(ya),預計magainin 2與(yu)(yu)真(zhen)核(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)質(zhi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互作用(yong)(yong)較弱,而(er)更有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)插入吲(yin)哚肽(tai)將(jiang)能(neng)(neng)夠干擾真(zhen)核(he)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)(bao)雙層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)。因(yin)此(ci)(ci),脂(zhi)質(zhi)特(te)異(yi)性可能(neng)(neng)導致這兩(liang)(liang)種肽(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不同毒性。


結論


由于(yu)抗(kang)菌(jun)肽(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)詳細(xi)作(zuo)用(yong)機(ji)制(zhi)尚待(dai)闡明(ming),比較兩(liang)種結構上不相(xiang)(xiang)關的(de)(de)(de)(de)肽(tai)(tai)吲哚肽(tai)(tai)和馬蓋寧2對(dui)(dui)模型生物膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)影響很(hen)有意義(yi)。盡管它(ta)(ta)(ta)們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)構象不同(tong),且前(qian)者的(de)(de)(de)(de)長度約為后者的(de)(de)(de)(de)一半,但它(ta)(ta)(ta)們(men)(men)(men)也具(ju)有諸如凈正電荷(he)和兩(liang)親性等特征,導(dao)致(zhi)它(ta)(ta)(ta)們(men)(men)(men)與(yu)(yu)磷(lin)脂膜(mo)(mo)結合。酸(suan)性磷(lin)脂進(jin)一步(bu)增強(qiang)了這種相(xiang)(xiang)互作(zuo)用(yong),這可能(neng)對(dui)(dui)它(ta)(ta)(ta)們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌(jun)活性很(hen)重要。酸(suan)性磷(lin)脂是這些(xie)(xie)肽(tai)(tai)囊(nang)泡形成巨大(da)脂質體所(suo)必需(xu)的(de)(de)(de)(de),它(ta)(ta)(ta)們(men)(men)(men)都會導(dao)致(zhi)酸(suan)性磷(lin)脂分(fen)離,將它(ta)(ta)(ta)們(men)(men)(men)絡合成超分(fen)子簇。同(tong)樣,這兩(liang)種肽(tai)(tai)都增加了酰基(ji)鏈(lian)順序(xu)。所(suo)有這些(xie)(xie)作(zuo)用(yong)都與(yu)(yu)抗(kang)菌(jun)作(zuo)用(yong)所(suo)必需(xu)的(de)(de)(de)(de)協同(tong)膜(mo)(mo)結合相(xiang)(xiang)一致(zhi),可能(neng)涉及肽(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)瞬時跨膜(mo)(mo)定向。還(huan)可能(neng)是,它(ta)(ta)(ta)們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)菌(jun)作(zuo)用(yong)需(xu)要目標膜(mo)(mo)最(zui)初不對(dui)(dui)稱地暴露于(yu)這些(xie)(xie)肽(tai)(tai)中,并與(yu)(yu)系統放松回到(dao)熱力學平衡有關。