マガイニン2およびPGLaペプチドの高い相乗効果は、脂質との超分子複合体の形成に基づいています

Highly synergistic antimicrobial activity of magainin 2 and PGLa peptides is rooted in the formation of supramolecular complexes with lipids.

• Christopher Aisenbrey
• Mariana Amaro
• Petr Pospíšil
• Martin Hof
• Burkhard Bechinger

抄録

マガイニン2とPGLaはカチオン性の両親媒性抗菌ペプチドであり、等モルの混合物として添加することで抗菌活性と孔形成活性の両方で顕著な相乗効果を示します。ここで我々は、ペプチドが膜界面に沿って定義された超分子構造に集合することを初めて示した。得られたメソフェーズは、最先端の蛍光自己消光法と相関分光法によって定量的に記述されている。特に、マガイニン 2 と PGLa の相乗的な挙動は、ヘテロドメインの形成と両方のペプチドの膜親和性の桁違いの増加と相関しています。また、このペプチドの膜親和性は、ホスファチジルコリン（細菌膜と真核生物の膜を支配する脂質）の存在下でのみ観察された。このように，ペプチド混合物の膜親和性の向上は，抗菌活性の相乗効果を説明するだけでなく，コンビナトリアル医薬品の治療効果を高めるための新たな概念を提供するものである．

Magainin 2 and PGLa are cationic, amphipathic antimicrobial peptides which when added as equimolar mixture exhibit a pronounced synergism in both their antibacterial and pore-forming activities. Here we show for the first time that the peptides assemble into defined supramolecular structures along the membrane interface. The resulting mesophases are quantitatively described by state-of-the art fluorescence self-quenching and correlation spectroscopies. Notably, the synergistic behavior of magainin 2 and PGLa correlates with the formation of hetero-domains and an order-of-magnitude increased membrane affinity of both peptides. Enhanced membrane association of the peptide mixture is only observed in the presence of phophatidylethanolamines but not of phosphatidylcholines, lipids that dominate bacterial and eukaryotic membranes, respectively. Thereby the increased membrane-affinity of the peptide mixtures not only explains their synergistic antimicrobial activity, but at the same time provides a new concept to increase the therapeutic window of combinatorial drugs.