Indolisidinadalah peptida pendek dengan aktivitas antibakteri, termasuk dalam jenis peptida antimikroba alami. Terdiri dari 13 residu asam amino, asam amino ini dihubungkan bersama melalui ikatan peptida untuk membentuk rantai peptida kompak. Dalam larutan, ia menghadirkan konformasi heliks yang memfasilitasi interaksinya dengan molekul atau struktur seluler lain. Karena komposisi dan urutan asam aminonya yang spesifik, ia dapat secara selektif mengikat target dalam organisme, sehingga mengerahkan aktivitas antibakterinya.
Dalam kondisi yang sesuai, stabilitas struktur dan aktivitasnya dapat dipertahankan. Namun, pada suhu yang lebih tinggi, ikatan peptidanya mungkin terganggu, menyebabkan perubahan struktural dan hilangnya aktivitas. Oleh karena itu, dalam penelitian dan penerapannya, perlu dilakukan pengendalian suhu percobaan untuk menjamin stabilitas dan aktivitasnya. Sebagai peptida antimikroba alami, ia memiliki berbagai fungsi seperti antibakteri, regulasi kekebalan tubuh, anti-tumor, dan antivirus.
Tutup & Gabus Botol Khusus
|
|
|
Indolisidin COA
|
Rumus Kimia |
C100H132N26O13 |
|
Massa Tepat |
1905 |
|
Berat Molekul |
1906 |
|
m/z |
1906 (100.0%), 1905 (92.5%), 1907 (39.5%), 1907 (14.0%), 1908 (10.8%), 1907 (9.6%), 1906 (8.9%), 1908 (7.2%), 1909 (4.3%), 1908 (3.8%), 1908 (2.7%), 1907 (2.5%), 1907 (1.5%), 1909 (1.4%), 1906 (1.4%), 1908 (1.3%), 1909 (1.0%) |
|
Analisis Unsur |
C, 63.01; H, 6.98; N, 19.10; O, 10.91 |
aktivitas antibakteri
Indolisidinmenunjukkan aktivitas antibakteri spektrum luas terhadap berbagai mikroorganisme, termasuk berbagai bakteri Gram-negatif aerob, bakteri Gram-positif, dan jamur. Spektrum aktivitasnya yang luas menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk terapi antimikroba.
Permeabilisasi Membran
Struktur kimianya yang unik, kaya akan residu triptofan dan ujung karboksil yang ditengah, memungkinkannya menembus membran sel bakteri dan mengganggu integritasnya. Hal ini menyebabkan keluarnya kandungan bakteri, yang pada akhirnya mengakibatkan kematian bakteri.
Pengikatan DNA dan Penghambatan Replikasi
Penelitian telah menunjukkan bahwa ia dapat mengikat DNA heliks ganda, kemungkinan menghambat sejumlah besar enzim yang terkait dengan pemrosesan DNA. Secara khusus, motif struktural PW-WP di tengah tiga belas-peptida adalah elemen struktur khusus yang dapat menyelubungi heliks ganda DNA bentuk B-, meningkatkan stabilitasnya dan menghambat replikasi dan transkripsi DNA.
Eksperimen in vitro telah menunjukkan kemampuan bakterisidalnya yang tinggi, dengan hampir-membunuh strain patogen umum seperti Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. Kemanjuran ini menyoroti potensinya sebagai agen antimikroba.
Keterbatasan & Pengembangan Derivatif
Meskipun memiliki aktivitas antibakteri yang signifikan, aplikasi klinisnya terbatas karena sitotoksisitasnya terhadap sel darah merah, yang dapat dengan mudah menyebabkan hemolisis.
Selain itu, afinitasnya yang tinggi untuk berikatan dengan lipopolisakarida permukaan, sekaligus berkontribusi terhadap efek antibakterinya, juga dapat menyebabkan berkembangnya resistensi obat pada patogen tertentu.
Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, peneliti telah mengembangkan berbagai turunan dan analognya.
Misalnya, Indolicidin asetat dan Indolicidin TFA merupakan turunan yang diperoleh melalui modifikasi kimia yang mempertahankan aktivitas antibakteri sekaligus mengurangi toksisitas terhadap sel darah merah. Selain itu, beberapa penelitian telah berupaya untuk meningkatkan spektrum antibakteri dan mengurangi sitotoksisitas dengan mengubah urutan asam amino, seperti X-indolicidin, yang dibentuk dengan mengoksidasi dua rantai samping cincin indol dan mempertahankan urutan asam amino dan aktivitas antibakteri yang sama sekaligus resisten terhadap protease.
Efek Antivirus
Indolisidinjuga menunjukkan sifat antivirus, khususnya terhadap virus tertentu seperti HIV-1 dan virus herpes simpleks. Mekanisme antivirusnya agak berbeda dengan kerja antijamurnya. Penelitian telah menunjukkan bahwa ia dapat langsung berikatan dengan DNA, mengganggu pembentukan kompleks integrase-DNA daripada berikatan dengan integrase itu sendiri. Pengikatan ini dapat menghambat serangkaian enzim yang terkait dengan pemrosesan DNA, sehingga menghambat replikasi virus.
Penghambatan HIV-1
Telah ditemukan untuk menghambat replikasi HIV-1 secara efektif. Konsentrasi antivirus yang dibutuhkan lebih tinggi dibandingkan konsentrasi aktivitas antibakteri dan antijamur.
Misalnya, konsentrasi 333 ug/ml dapat menghambat HIV-1, dengan nilai IC50 berkisar antara 67 hingga 100 ug/ml pada suhu 37 derajat. Pemaparan selama 5 menit pada suhu 37 derajat dapat menghambat 50% replikasi virus HIV, sedangkan aktivitas antivirus lengkap memerlukan waktu sekitar 60 menit.
Mekanisme Aksi
Penelitian menunjukkan bahwa ia berikatan dengan DNA, khususnya domain struktural PW-WP dalam peptida indolicidin tiga belas-, yang dapat membungkus heliks ganda DNA bentuk B-, meningkatkan stabilitasnya dan menghambat replikasi dan transkripsi DNA. Kemampuan mengikat ini sangat penting untuk aktivitas antivirusnya.
Efek Imunomodulator
Indolisidintelah terbukti meningkatkan reaksi sistem kekebalan tubuh, membantu tubuh melawan infeksi dan penyakit dengan lebih baik. Hal ini disebabkan kemampuannya berinteraksi dengan sel kekebalan dan menstimulasi mereka untuk membentuk pertahanan yang lebih kuat.
Sitokin adalah molekul pemberi sinyal yang memainkan peran penting dalam regulasi kekebalan tubuh. Hal ini dapat mempengaruhi produksi sitokin, seperti interleukin dan kemokin, yang terlibat dalam mengatur respon imun.
Sel imun bawaan, seperti neutrofil, makrofag, dan sel pembunuh alami (NK), adalah garis pertahanan pertama melawan infeksi. Hal ini dapat meningkatkan aktivitas sel-sel ini, membuatnya lebih efektif dalam membunuh patogen atau menargetkan sel-sel abnormal.
Meskipun efek langsung terhadap imunitas adaptif (respon sel T dan B) belum diteliti secara luas, kemampuannya untuk memodulasi respon imun bawaan mungkin secara tidak langsung mempengaruhi respon imun adaptif.
Selain aktivitas antimikroba langsungnya, ia juga menunjukkan sifat anti-peradangan. Hal ini penting untuk mencegah peradangan berlebihan yang dapat merusak jaringan dan organ. Dengan mengatur jalur inflamasi, ia berkontribusi dalam menjaga homeostatis imun.
Solusi Akhir
Terapi Penyakit Menular
Dengan meningkatkan respons imun, ini dapat digunakan sebagai terapi tambahan untuk meningkatkan kemanjuran antibiotik atau vaksin.
Pengobatan Penyakit Autoimun
Dengan memodulasi respons imun, ini mungkin berguna dalam pengobatan penyakit autoimun.
Terapi Kanker
Meskipun efek antitumor langsung belum terbukti secara meyakinkan, sifat imunomodulatornya dapat dimanfaatkan.
Indolisidinadalah peptida antimikroba alami (AMP) yang terdiri dari 13 asam amino, awalnya diisolasi dari neutrofil sapi. Struktur unik triptofan (Trp) dan prolin (Pro) memberinya aktivitas antibakteri, antivirus, dan antijamur berspektrum luas, serta efek penghambatan pada beberapa sel kanker. Karena potensi nilai aplikasi klinisnya, sintesis dan produksi Indolicidin telah menjadi pusat penelitian. Artikel ini akan menguraikan informasi manufaktur dari empat aspek: sintesis kimia, rekombinan ekspres, optimasi modifikasi, dan tantangan dalam-produksi skala besar.
Metode Sintesis Kimia
Sintesis kimia adalah metode utama-produksi Indolicidin skala besar di laboratorium, dan sangat cocok untuk studi modifikasi struktur.
Sintesis Peptida Fase Padat (SPPS)
Prinsip:Berdasarkan strategi perlindungan Fmoc (fluorene methoxycarbonyl) atau Boc (tert-butoxycarbonyl), rantai peptida secara bertahap dirakit pada resin.
Tangga:
Pilihan resin:Resin yang umum digunakan adalah resin Rink amide atau resin Wang.
Kopling asam amino:13 asam amino dihubungkan secara berurutan (urutan: ILPWKWPWWPWRR-NH₂), dan triptofan (W) memerlukan perlindungan khusus (seperti Boc-Trp(Boc)-OH).
Pemotongan dan pemurnian:Rantai peptida dipotong menggunakan asam trifluoroasetat (TFA), lalu dimurnikan dengan kromatografi cair kinerja tinggi (HPLC) (kemurnian biasanya > 95%).
Keuntungan:Fleksibilitas tinggi, memungkinkan masuknya-asam amino non-alami atau gugus pengubah.
Kerugian:Biaya tinggi, tidak cocok untuk-produksi skala besar.
Sintesis-fase cair
Metode ini cocok untuk penyambungan fragmen peptida pendek, namun kurang umum digunakan untuk sintesis Indolicidin.
Metode Ekspres Rekombinan
Untuk mengurangi biaya dan mencapai produksi{0}}skala besar, para peneliti telah berupaya untuk mengekspresikan Indolicidin melalui rekombinasi sistem mikroba atau seluler.
Sistem Ekspres Prokariotik
Bakteri inang: Escherichia coli (E. coli) adalah inang yang paling umum digunakan, namun permasalahan berikut perlu diatasi:
Toksisitas: Indolicidin memiliki efek membunuh pada sel inang. Waktu ekspres perlu dikontrol secara ketat menggunakan promotor yang dapat diinduksi (seperti T7 atau araBAD). Kelarutan: Rawan membentuk badan inklusi. Tag fusi (seperti SUMO, Trx) diperlukan untuk meningkatkan kelarutan. Peptida target selanjutnya dapat dilepaskan melalui pembelahan enzimatik. Optimasi Proses: Diekspresikan pada suhu rendah (20-25 derajat ) menyebabkan pengurangan pembentukan badan inklusi. Peptida sinyal sekresi (seperti PelB) digunakan untuk mensekresi peptida ke dalam ruang periplasma, sehingga mengurangi toksisitas intraseluler.
Sistem Ekspres Eukariotik
Sistem ragi (seperti Pichia pastoris):
Keuntungan: Mampu melakukan modifikasi pasca{0}}translasi, cocok untuk peptida kompleks.
Tantangan: Indolicidin dapat terdegradasi oleh protease ragi, sehingga strain yang kekurangan protease-perlu digunakan.
Sel mamalia: Terlalu mahal, dimaksudkan semata-mata untuk tujuan penelitian.
Pengolahan Hilir
Gangguan dan penangkapan sel: Sel diganggu menggunakan ultrasound atau{0}}homogenisasi tekanan tinggi, dan protein fusi dimurnikan melalui kromatografi afinitas.
Pembelahan dan pemurnian enzimatik: Gunakan enterokinase atau protease SUMO untuk menghilangkan tag, lalu lakukan pemurnian HPLC fase terbalik pada peptida target.
Modifikasi dan optimalisasi struktural
Indolicidin alami menunjukkan toksisitas hemolitik dan ketidakstabilan proteinase, sehingga memerlukan modifikasi untuk meningkatkan kinerjanya.
Substitusi asam amino
Mengurangi toksisitas: Ganti Arg (R) dengan asam amino hidrofobik (seperti Ala), sehingga mengurangi interaksi dengan membran sel mamalia.
Meningkatkan stabilitas: Perkenalkan asam amino tipe D-atau protein yang resistan terhadap asam amino -untuk menahan degradasi protease.
Lipidasi/PEGilasi
N-asetilasi terminal atau pelekatan polietilen glikol (PEG) memperpanjang waktu paruh-.
Desain Heterodipeptida
Fusi dengan fragmen AMP lainnya (seperti LL-37) untuk meningkatkan aktivitas atau memperluas spektrum antibakteri.
Tantangan Produksi-Skala Besar
Pengendalian Biaya
Sintesis kimia: Biaya per gramnya bisa mencapai beberapa ribu dolar, yang tidak sesuai untuk kebutuhan klinis.Reorganisasi ekspres: Proses fermentasi perlu dioptimalkan (misalnya melalui-pengolahan dengan kepadatan tinggi) untuk meningkatkan produksi.
Kontrol Kualitas
Persyaratan kemurnian: Peptida obat harus mematuhi standar FDA/EMA (pengotor <0,1%).Uji aktivitas: Konsentrasi hambat minimum (MIC) dan uji hemolisis (HC₅₀) adalah indikator utamanya.
Peraturan dan Keamanan
Evaluasi toksikologi praklinis perlu dilakukan, terutama untuk imunogenisitas dan toksisitas{0}}jangka panjang.
Pandangan Masa Depan
Sintesis bebas sel-: Diproduksi dengan cepat menggunakan sistem terjemahan in vitro, menghindari toksisitas inang. Pengiriman nanocarrier: Meningkatkan penargetan dengan menggabungkan liposom atau polimer.
Desain-berbantuan AI: Memprediksi varian-beracun yang efisien dan rendah melalui pembelajaran mesin.
Produksiindolicidinmembutuhkan keseimbangan antara ketepatan sintesis kimia dan skalabilitas rekombinan ekspres dan nanoteknologi), penerapan klinisnya diharapkan dapat dipromosikan.
Pertanyaan Umum
Indolcidin adalah sejenis peptida antimikroba aktif alami dengan aktivitas antibakteri spektrum luas yang sangat baik. Ini dapat secara efektif menghambat dan menghilangkan berbagai bakteri gram-positif, bakteri gram-negatif, dan sebagian jamur, dan juga memiliki efek anti-inflamasi tertentu. Ini dapat menekan pelepasan faktor inflamasi, meredakan lesi inflamasi lokal, dan menjaga kestabilan keadaan fisiologis organisme.
Ini memiliki nilai aplikasi yang kaya di berbagai industri. Ini dapat digunakan sebagai-bahan mentah antibakteri dengan efisiensi tinggi untuk bahan tambahan pakan ternak guna mengurangi tingkat infeksi pada ternak dan unggas. Selain itu, dapat juga diterapkan dalam antisepsis kimia sehari-hari, penelitian biomedis dan produk perawatan eksternal kulit, memainkan peran antibakteri dan pelindung yang aman dan stabil.
Berbeda dari agen bakteriostatik kimia tradisional, Indolcidin memiliki risiko resistensi obat yang rendah dan biokompatibilitas yang baik. Ia bekerja cepat terhadap mikroorganisme patogen dengan kemanjuran ringan, tidak akan mudah merusak sel jaringan normal, dan memiliki stabilitas termal yang baik serta toleransi asam-basa, yang memudahkan untuk pemrosesan formula dan-penyimpanan jangka panjang dalam berbagai sediaan.
Tag populer: indolicidin cas 140896-21-5, pemasok, produsen, pabrik, grosir, beli, harga, massal, untuk dijual