Uncoupling Amphipathicity and Hydrophobicity: Role of Charge Clustering in Membrane Interactions of Cationic Antimicrobial Peptides
Notice bibliographique
Résumé
Peptides with a combination of high positive charge and high hydrophobicity have high antimicrobial activity, as epitomized by peptide venoms, which are designed by nature as disruptors of host membranes yet also display significant efficacy against pathogens. To investigate this phenomenon systematically, here we focus on ponericin W1, a peptide venom isolated from Pachycondyla goeldii ants (WLGSALKIGAKLLPSVVGLFKKKKQ) to examine whether Lys positioning can be broadly applied to optimize the functional range of existing natural sequences. We prepared sets of ponericin W1 analogues, where Lys residues were either distributed in an amphipathic manner throughout the sequence (PonAmp), clustered at the N-terminus (PonN), or clustered at the C-terminus (PonC), along with their counterparts of reduced hydrophobicity through 2–4 Leu-to-Ala replacements. We found that wild-type ponericin W1 and all three variants displayed toxicity against human erythrocytes, but hemolysis was eliminated by the replacement of two or more Leu residues by Ala residues. As well, peptides containing up to 3 Leu-to-Ala replacements retained antimicrobial activity against E. coli bacteria. Biophysical analyses of peptide–membrane interaction patterns by circular dichroism spectroscopy revealed a novel mode of cluster-dependent peptide positioning vis-à-vis the water–membrane interface, where PonAmp and PonC peptides displayed full or partial helical structures, while PonN peptides were unstructured, likely due, in part, to dynamic interchange between aqueous and membrane surface environments. The overall findings suggest that the lower membrane penetration of N-terminal charge-clustered constructs coupled with moderate sequence hydrophobicity may be advantageous for conferring enhanced target selectivity for bacterial versus mammalian membranes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».