Az antimikrobiális peptidek ( MAP ) (angolul MPAs), amelyeket gazdavédelmi peptideknek (HDPS English) is neveznek , az élet minden osztályában megtalálható veleszületett immunválasz részei . Alapvető különbségek vannak a prokarióta és az eukarióta sejtek között, amelyek célpontot jelenthetnek az antimikrobiális peptidek számára . Ezek a peptidek hatékony, széles spektrumú antibiotikumok , amelyek új terápiás szerként képesek szerepelni. Bebizonyosodott, hogy az antimikrobiális peptidek megöli a baktériumokat a Gram-negatív és Gram-pozitív , burokkal rendelkező vírusok, gombák és még a transzformált sejtek vagy rákos. Ellentétben a legtöbb hagyományos antibiotikumok, úgy tűnik, hogy a mikrobaellenes peptidek gyakran destabilizálni a biológiai membránok , képezhet transzmembrán csatornákat , és szintén fokozza az immunitást (a) szerepét játssza immunmodulátorok .
Az antimikrobiális peptidek egyedülálló és változatos molekulacsoportok, amelyek összetételük és aminosavszerkezetük alapján alcsoportokra oszlanak. Az antimikrobiális peptidek általában 12-50 aminosavat tartalmaznak. Ezek a peptidek tartalmaznak két vagy több pozitív töltésű aminosavat, amelyet arginin , lizin vagy savas környezetben hisztidin ad, és a hidrofób maradékok nagy részét (általában> 50%). Ezeknek a molekuláknak a szekunder szerkezete 4 témát követ, ideértve az i) α hélixeket , ii) a β szálakat 2 vagy több diszulfidkötés jelenléte miatt , iii) a β tűt vagy hurkot egyetlen diszulfidkötés / vagy ciklizáció miatt a peptidlánc és iv) meghosszabbodott. Ezen peptidek közül sok strukturálatlan a szabad oldatban, és a biológiai membránokban való megosztás után végső konfigurációjukba hajlik. Hidrofil aminosavmaradékokat tartalmaz, egy oldal mentén, a hidrofób aminosavmaradékokat pedig egy spirális molekula átellenes oldalán. Az antimikrobiális peptidek ilyen amfipathitása lehetővé teszi számukra, hogy megoszlassanak a membrán kettős lipidrétegében. A membránokhoz való kapcsolódás képessége az antimikrobiális peptidek meghatározó jellemzője, bár a membrán permeabilizációja nem szükséges. Ezek a peptidek számos antimikrobiális aktivitást fejtenek ki, a membrán permeabilizációjától kezdve a citoplazmatikus célpontok tartományán belüli hatásig.
típus | jellemzők | AMP-k |
---|---|---|
Anionos peptidek | gazdag glutaminsavban és aszparaginsavakban | Maximin H5 kétéltűekben, Dermcidin emberben |
Lineáris kationos α-helikális peptidek | cisztein hiánya | Cetropins , andropine, moricin , ceratotoxin és melittin a rovarok, Magainin , dermaseptin , bombinin, brevinin-1, esculentines és buforin II kétéltűek, CAP18 a nyulak, LL37 emberekből |
Specifikus aminosavval dúsított kationos peptid | gazdag prolinban, argininban, fenilalaninban, glicinben, triptofánban | abaecin, mézelő méh apidaecinek, sertés prophenin , szarvasmarha indolicidin . |
Ciszteint tartalmazó és diszulfidkötéseket képező anionos és kationos peptidek | 1 ~ 3 diszulfidkötést tartalmaz | 1 kötés: brevinin, két csatlakozás: sertés protegrin , patkás rákok tachyplesins , három csatlakozás: emberi védekezés , több mint 3: drosomycin legyekben |
Az antimikrobiális peptidek elpusztítják a mikrobákat, és baktériumfajonként eltérőek lehetnek. Egyes antimikrobiális peptidek elpusztítják mind a baktériumokat, mind a gombákat, például a pikkelysömör elpusztítja az E. colit és számos fonalas gombát. A citoplazma membrán gyakori célpontja, de a peptidek is zavarja a szintézisét DNS és fehérjék , fehérje feltekeredés és szintézise a sejtfal. A peptid és a célszervezet közötti kezdeti érintkezés elektrosztatikus, mivel a legtöbb baktériumfelület anionos vagy hidrofób, mint a Piscidin antimikrobiális peptidnél. Aminosavösszetételük, amfipatikus karakterük, kationos töltésük és méretük lehetővé teszi számukra, hogy a membrán kétrétegekhez kapcsolódjanak, és beléjük helyezkedve pórusokat képezzenek rúd, szőnyeg vagy toroid pórus mechanizmusok révén. Alternatív megoldásként beléphetnek a sejtbe, hogy megkötik az intracelluláris molekulákat, amelyek elengedhetetlenek a sejt életéhez. Az intracelluláris kötés modelljei közé tartozik a sejtfal szintézisének gátlása, a citoplazmatikus membrán megváltoztatása, az autolizin aktiválása, a DNS, az RNS és a fehérjeszintézis gátlása, a fehérjék és bizonyos enzimek gátlása. Sok esetben azonban a meggyilkolás pontos mechanizmusa nem ismert. Az ilyen mechanizmusok tanulmányozásának egyik új technikája a kettős polarizációjú interferometria . Számos hagyományos antibiotikumtól eltérően ezek a peptidek bakteriosztatikus helyett baktericidnek tűnnek . Ezeknek a peptideknek az antimikrobiális aktivitását általában a minimális gátló koncentráció (MIC) mérésével határozzuk meg, amely a baktérium növekedését gátló gyógyszer legalacsonyabb koncentrációja.
Az AMP-k többféle tevékenységet végezhetnek, beleértve a gram-pozitív, gombaellenes, gombaellenes, vírusellenes, parazitaellenes és rákellenes tevékenységeket. A nagy funkcionális elemzés azt mutatja, hogy az összes PAM-aktivitás közül az amfipátia és a terhelés, a PAM-ok két fő tulajdonsága különbözteti meg legjobban a PAM-okat anti-gram negatív baktériumaktivitással és anélkül. Ez azt jelenti, hogy anti-gram-negatív baktérium aktivitású PAM-nak lenni erős amfipátiára és nettó pozitív töltésre lehet szükség.
A baktériumok közvetlen elpusztításán kívül kimutatták, hogy számos immunmodulációs funkciót látnak el, amelyek szerepet játszhatnak a fertőzés megtisztításában, beleértve azt a képességet, hogy megváltoztassák a gazda gén expresszióját, kemokinként működjenek és / vagy kemokinek termelését indukálják , a fehérjék gátlásával - gyulladásos citokinek termelésével , a sebgyógyulás elősegítésével és a dendritikus sejtek és az adaptív immunválasz sejtjeinek válaszainak modulálásával . Az állatmodellek azt mutatják, hogy a gazda védekező peptidjei elengedhetetlenek a fertőzés megelőzéséhez és megtisztításához. Úgy tűnik, hogy sok eredetileg "antimikrobiális peptidként" izolált peptidről kiderült, hogy in vivo fontosabb alternatív funkciók vannak (pl. Hepcidin).
Az antimikrobiális peptidek nagy és heterogén, különböző hatásmechanizmusú peptidcsoportot alkotnak, közös bennük, hogy lehetővé teszik a különféle kórokozók (vírusok, baktériumok, gombák) elpusztítását. A defenzinek a baktériumok membránjában polimerként gyűlnek össze, hogy pórust képezzenek, és így lizálják a sejtet. A hisztatinok gátolják a sejtek metabolizmusához nélkülözhetetlen enzimeket.
A nettó pozitív töltésű antimikrobiális peptidek vonzódnak és beépülnek a negatív töltésű bakteriális membránokba. A membránba kerülve vélhetően három lehetséges mechanizmus révén okoznak zavart:
Noha az egyes mechanizmusok sajátosságai eltérnek, mindegyik jellemző a peptidek által kiváltott membránmegszakadásra, ezáltal lehetővé téve a citoplazmatikus szivárgást, amely végül halálhoz vezet.
A legújabb munkák összetettebb képet festettek az antimikrobiális peptidek aktivitásáról. Az antimikrobiális peptidek metabolikus inhibitorokként, a DNS, az RNS és a fehérjeszintézis gátlóiként, valamint a sejtfal szintézisének vagy a septum képződésének inhibitoraként is működhetnek. Ismert, hogy riboszóma aggregációt okoznak és delokalizálják a membránfehérjéket.
További komplexitásréteg hozzáadásával számos természetes antimikrobiális peptid alacsony baktericid aktivitással rendelkezik. A baktériumok szaporodásának közvetlen gátlása helyett manapság ismert, hogy a gazdaszervezet immunrendszerével összhangban működnek olyan mechanizmusok révén, beleértve a kemokinek indukcióját, a hisztamin felszabadulását és az angiogenezis modulációját. Ezek az immunmoduláló hatások a közelmúltban kezdtek el felhívni a figyelmet.
Számos módszert alkalmaztak az antimikrobiális peptidek aktivitásának mechanizmusainak meghatározására. Közelebbről a szilárdtest-NMR- vizsgálatok magyarázatot adtak az antimikrobiális peptidek általi membránmegszakítás atomi szintű felbontására. Az elmúlt években röntgen-kristályográfiát használtak arra, hogy részletesen leírják, hogy a növényi defenzin- család hogyan bontja meg a membránokat azáltal, hogy meghatározza a kórokozó sejtmembránjában található foszfolipideket. Úgy gondolták, hogy az emberi defenzinek hasonló mechanizmussal működnek, funkciójuk részeként a sejtmembrán lipidjeit célozzák meg. Valójában kimutatták, hogy a humán béta-defenzin 2 specifikus foszfolipidekkel való kölcsönhatás révén elpusztítja a Candida albicans patogén gombákat .
A módszerek | Alkalmazások |
---|---|
Mikroszkópia | vizualizálja az antimikrobiális peptidek mikrobiális sejtekre gyakorolt hatását |
Atomemissziós spektroszkópia | intracelluláris káliumveszteség kimutatására (arra utal, hogy a baktérium membrán integritása sérült) |
Fluoreszcens festékek | mérje meg az antimikrobiális peptidek membránhólyagok permeabilizáló képességét |
Az ioncsatornák képződése | értékelje az antimikrobiális peptid által kiváltott pórus képződését és stabilitását |
Körkörös dichroizmus és orientált körkörös dikroizmus | mérje meg egy antimikrobiális peptid orientációját és másodlagos szerkezetét egy lipid kettős réteghez kötve |
Kettős polarizációjú interferometria | mérje meg az antimikrobiális peptidek különböző mechanizmusait |
Szilárdtest-NMR-spektroszkópia | mérje meg az antimikrobiális peptidek másodlagos szerkezetét, orientációját és behatolását biológiailag releváns folyadékkristályos lipid kettős rétegekben |
Neutron- és röntgendiffrakció | mérjük meg a peptidek által kiváltott pórusdiffrakciós mintázatokat a többrétegű vagy orientált folyadékok membránjaiban |
Az 1990-es évektől számos olyan peptidet mutattak ki, amelyek antimikrobiális aktivitással bírnak a gram-pozitív és a gram-negatív baktériumok ellen, és fehérje-hidrolizátumokban izolálták őket. Ezeknek a fehérjéknek a természete nagyon változatos, például kazeinek, lizozim, ovotranszferrin, laktoferrin, β-laktoglobulin.
A tejfehérjék az antimikrobiális peptidek potenciális és érdekes forrását jelentik. Számos tejsavófehérje (laktoferrin, α-laktalbumin és β-laktoglobulin), valamint kazeinek (α S1 kazein, α S2 kazein, ҡ kazein) lehetővé tették az antimikrobiális peptidek extrakcióját emésztési enzimekkel végzett hidrolízisük során.
Míg az enzimatikus fehérje-hidrolízissel előállított antimikrobiális peptidek többségét tejfehérjékből izolálták, számos szerző (Froidevaux et al. , 2001, Mak et al. , 2004, Daoud et al. , 2005 és Nedjar-Arroume et al. , Al. . , 2006) arról számoltak be, hogy antimikrobiális peptideket kapnak a hemoglobin enzimatikus hidrolízisével, amely fehérje ismert, hogy biológiai aktivitású peptidek forrása. Ezeket a peptideket „hemocidineknek”, „antimikrobiális peptideknek nevezzük, amelyek hemmolekulát tartalmazó fehérjékből származnak”.
PAM extrakció a szarvasmarha hemoglobinjának pepsikus hidrolízisévelSzarvasmarha-hemoglobin:
A szarvasmarha hemoglobin fehérje 64.500 Da és 574 aminosavak ** // , amely egy fehérje része, globin, és egy hem ( * ) . Fajtól függetlenül a hem a hemoglobin állandó része, és a különbségek a globinban vannak. *
A hemoglobin szerkezete:
Minden gerincesben a globin egy tetramer, amelyet négy egyforma polipeptidlánc kettő kettő: két alfa-lánc (vagy α-globin ) és két béta-lánc (vagy β-globin ) társul . Ezen láncok mindegyike elfogad egy térbeli konformációt, amely gömb alakú, és felszínes "zsebet" hagy maga után, amelyben a hem beágyazódik (egy hemoglobin molekula így négy oxigénmolekulát képes rögzíteni). *
Α lánc
A 15 053 Da α-láncát 141 aminosav alkotja:
V 1 LSAADKGNV 10 KAAWGKVGGH 20 AAEYGAEALE 30 RMFLSFPTTK 40 TYFPHFDLSH 50 GSAQVKGHGA 60 KVAAALTKAV 70 EHLDDLPGAL 80 SELSDLHAHK 90 LRVDPVNFKL 100 LSHSLLVTLA 110 SHLPSDFTPA 120 VHASLDKFLA 130 NVSTVLTSKY 140 R
Β lánc
A 15 954 Da β-láncában 146 aminosav van:
M 1 LTAEEKAAV 10 TAFWGKVKVD 20 EVGGEALGRL 30 LVVYPWTQRF4FESFGDLSTA 50 DAVMNNPKVK 60 AHGKKVLDSP 70 SNGMKGLDDL 80 KGTFAALSEL 90 HCDKLHVDPE 100 NFKLLGNVLV 110 VVLARNFGKF 120 FTPVLQADFQ 130 KVVAGVANAL 140 AHRYH
Hém felépítése:
A hem egy protoporfirinből áll, amelynek középpontjában vasatom (Fe 2+ ) található . Protoporfirin van kialakítva négy pirrolegység gyűrűk egyesült útján metil hidak (-CH =), és metilcsoporttal szubsztituált, propionát és a vinil-csoportok.
Pepszin
A pepszin emésztési endo-proteáz, az állatvilágból származó enzim, amelyet Dr. Beaumont fedezett fel 1833-ban .
Ez egy olyan enzim, amely a fehérjéket apró peptidekké (proteáz) osztja fel. A gyomorban szekretálódik, és az egyik fő emésztőenzim emberben és többféle állatban.
A pepszin szerkezete:
A 34 600 Da molekulatömegű pepszin 326 aminosavból áll, amelyek két fő doménre oszlanak: Nt (AA1-AA176) és a Ct doménre (AA177-AA326), peptidláncot alkotva. A pepszin is három diszulfidhidat elosztott szerinti Cys 45 -Cys 50 , Cys 206 -Cys 210 , Cys 249 -Cys 282 .
A pepsi hidrolízis hatásmechanizmusa:
A pepszin a proteázok, a peptidkötés lebontására szakosodott enzimek családjába tartozik. Hatásmechanizmusa a hidrolizálandó szubsztrát szerkezeti egységének felismerésén alapul az enzim aktív helyének szintjén. Schechter és Berger (1967, 1968) létrehozott egy nómenklatúrát a proteázok sajátosságaira vonatkozóan. Az enzim hasítja a peptidkötést, amely az S1 és S1 'nevű enzim interakciós helyeken elhelyezkedő P1 és P1' maradékok (aminosavak) között helyezkedik el.
A pepszin egy proteáz, amely aktív helyén aszparaginsavval (Asp) működik. Ez két aszparaginsavból áll, amelyek geometrikusan bezárják az Asp 32 és Asp 215 , valamint más aminosavakat: Ile 30 , Ser 39 , Ile 120 , Ala 124 , Ile 213 , Thr 218 , Ala 301 , Thr 305 hasadékot alkotnak, ahol a szubsztrát van elhelyezve. Amikor a peptidkötés megszakad, a két aszparaginsav egyszerre jár proton donorként és befogadóként. *
A pepszin előnyösen aromás (Phe és Tyr) és hidrofób (Leu, Ala, Glu és Gln) aminosavakat vág a C- terminálison , a P1 helyzetben. Bizonyos aminosavak negatív hatást gyakorolhatnak a pepszinkötés pepszinnel történő hasítására, attól függően, hogy milyen pozícióban vannak az aktív helyükön : arginin a P1 és P3 helyzetben , lizin és hisztidin a P3 helyzetben . A prolinnak pozitív hatása van, ha P3 vagy P4 helyzetben van , és negatív hatással, ha P2 vagy P3 'helyzetben van. A pepszin nem vág le prolin és glicin jelenlétében a P1 helyzetben . *
Antimikrobiális peptideket használtak terápiás szerként; alkalmazásuk rövid felezési ideje miatt általában intravénás beadásra vagy helyi alkalmazásra korlátozódik. Ban ben2018. január, a következő antimikrobiális peptideket használták klinikailag:
A cecropinok egy részének (pl. Cecropin A és cecropin B) rákellenes tulajdonságai vannak, és rákellenes peptideknek (ACP) nevezik őket. A Cecropin A-n alapuló hibrid PCR-ket rákellenes tulajdonságaik szempontjából tanulmányozták. A közelmúltban kutatást végeztek a prokarióták és a vízi élőlények, például a halak és a kagylók potenciális antimikrobiális peptidjeinek azonosítására.
A baktériumsejtek és a gazdasejtek antimikrobiális peptidekkel folytatott versenyében az antimikrobiális peptidek előnyösen kölcsönhatásba lépnek a baktériumsejtekkel az emlőssejtekkel, ami lehetővé teszi számukra a mikroorganizmusok elpusztítását anélkül, hogy jelentősen mérgező lenne az emlőssejtekre. A szelektivitás az antimikrobiális peptidek nagyon fontos jellemzője, és biztosíthatja azok antibiotikus működését a gazdaszervezet védelmi rendszerében.
Néhány tényező szorosan összefügg az antimikrobiális peptidek szelektivitási tulajdonságával, amelyek közül a kationos tulajdonság járul hozzá leginkább. Mivel a baktériummembránok felülete negatívabban töltődik fel, mint az emlőssejtek, az antimikrobiális peptidek különböző affinitásokat mutatnak a baktériummembránok és az emlőssejtek membránjai iránt.
Ezen kívül vannak más tényezők is, amelyek befolyásolják a szelektivitást. Köztudott, hogy a koleszterin általában széles körben oszlik meg az emlős sejtmembránjában stabilizáló szerként, de nincs a baktériumsejtek membránjában; és ezeknek a koleszterineknek a jelenléte általában csökkenti az antimikrobiális peptidek aktivitását, akár a lipid kétréteg stabilizálása, akár a koleszterin és a peptid közötti kölcsönhatások miatt. Tehát az emlőssejtekben található koleszterin megvédi a sejteket az antimikrobiális peptidek támadásától.
Ezenkívül jól ismert, hogy a transzmembrán potenciál (vagy a membrán elektrokémiai potenciálja) befolyásolja a peptid-lipid kölcsönhatásokat. Negatív belső transzmembrán potenciál van a sejtmembránok külső lapjától a belső lapjáig, és ez a negatív belső transzmembránpotenciál megkönnyíti a membrán permeabilitását, esetleg megkönnyítve a pozitív töltésű peptidek membránokba történő beillesztését. Ehhez képest a baktériumsejtek transzmembránpotenciálja negatívabb, mint a normál emlőssejteké; a bakteriális membrán ezért azt kockáztatja, hogy a pozitív töltésű antimikrobiális peptidek megtámadják.
Hasonlóképpen az a véleményünk is, hogy az ionerősség növekedése, amely általában csökkenti a legtöbb antimikrobiális peptid aktivitását, részben hozzájárul az antimikrobiális peptidek szelektivitásához azáltal, hogy gyengíti a kezdeti interakcióhoz szükséges elektrosztatikus kölcsönhatásokat.
A baktériumok sejtmembránja gazdag savas foszfolipidekben , például foszfatidil- glicerinben és kardiolipinben . Ezek a foszfolipid fejcsoportok erősen negatív töltésűek. Ezért a kétréteg legkülső rétegei, amelyek a baktérium membránok külső részének vannak kitéve, vonzóbbak a pozitív töltésű antimikrobiális peptidek támadására. Így az antimikrobiális peptidek pozitív töltése és a negatív töltésű baktériummembránok közötti kölcsönhatás elsősorban az elektrosztatikus kölcsönhatásokat érinti, amelyek a sejttársulás fő mozgatórugói. Ezen túlmenően, mivel az antimikrobiális peptidek pozitív töltésű és hidrofób arcú struktúrákat képeznek, hidrofób kölcsönhatások vannak ebben az esetben is csak kisebb hatásként az antimikrobiális peptidek hidrofób régiói és az ikerionos (elektromosan semleges) foszfolipidek felülete között . .
Ezzel szemben a növényi és emlősmembránok külső része túlnyomórészt nettó töltés nélküli lipidekből áll, mivel a legtöbb negatív töltésű fejcsoportú lipid elsősorban a plazmamembránok belső szórólapjában található meg. Tehát emlőssejtek esetében a membránok külső felülete általában ikerionos foszfatidilkolinból és szfingomielinből áll , bár a membrán külső felületeinek egy kis része negatív töltésű gangliozidokat tartalmaz . Ezért az amfipatikus antimikrobiális peptidek hidrofób felülete és az emlős sejtmembránjának felületén lévő ikerionos foszfolipidek közötti hidrofób kölcsönhatás nagy szerepet játszik a peptid-sejt kötés kialakulásában. A hidrofób kölcsönhatás azonban viszonylag gyenge az elektrosztatikus kölcsönhatáshoz képest, így az antimikrobiális peptidek előnyösen kölcsönhatásba lépnek a baktériumok membránjaival. Kettős polarizációs interferometriát alkalmaztunk in vitro a fejcsoporttal való összefüggés, a kétrétegű beillesztés, a pórusképződés és az esetleges membránmegszakadás tanulmányozására és számszerűsítésére.
Sok erőfeszítést tettek a sejtek szelektivitásának ellenőrzésére. Például kísérleteket tettek a peptidek fizikai-kémiai paramétereinek módosítására és optimalizálására a szelektivitás szabályozása érdekében, ideértve a nettó töltést, a helicitást , a maradékonkénti hidrofobicitást (H), a hidrofób momentumot (μ) és a pozitív szemmel elcsúsztatott szöget. töltött poláris hélix (Φ). Más mechanizmusok, például a D- aminosavak és a fluorozott aminosavak hidrofób fázisba történő bejuttatása úgy gondolják, hogy lebontják a másodlagos szerkezetet, és ezáltal csökkentik az emlőssejtekkel való hidrofób kölcsönhatásokat. Megállapították azt is, hogy a Pro-tartalmú β-turn antimikrobiális peptidek Pro → Nlys-szubsztitúciója ígéretes stratégia volt új baktériumsejt-szelektív antimikrobiális peptidek tervezésében intracelluláris hatásmechanizmusokkal. Felvetődött, hogy a magainin közvetlen kötődése a szubsztrát felületéhez csökkenti a nem specifikus sejtek kötődését, és javított kimutatási határhoz vezet a baktériumsejtek, például a Salmonella és az E. coli esetében .
A baktériumok különféle rezisztencia-stratégiákat alkalmaznak az antimikrobiális peptidek pusztulásának megakadályozására. Egyes mikroorganizmusok módosítják a nettó felületi töltéseket. A Staphylococcus aureus szállítja a D-alanint a citoplazmából a felszíni teichoinsavba, amely bázikus aminocsoportok bevezetésével csökkenti a nettó negatív töltést. A S. aureus az anionos membránjait is módosítja MprF-en keresztül L-lizinnel, növelve a nettó pozitív töltést. Az antimikrobiális peptidek és a membráncélok kölcsönhatását korlátozhatja a Klebsiella pneumoniae kapszulapoliszacharidja . Változások történnek az A. lipidben. A szalmonella fajok csökkentik a külső membránjuk folyékonyságát azáltal, hogy fokozzák a hidrofób kölcsönhatásokat az A lipid acilezett farkainak megnövekedett száma között azáltal, hogy mirisztátot adnak az A lipidhez 2-hidroxi-tirisztáttal és hepta-acilezett lipidet képeznek palmitát hozzáadásával. Úgy gondolják, hogy a megnövekedett hidrofób pillanat késlelteti vagy elnyomja az antimikrobiális peptidek beépülését és a pórusképződést. A maradékok a membránfehérjékben megváltoznak. Egyes gram-negatív baktériumoknál a külső membránfehérjék károsodott termelése korrelál az antimikrobiális peptidek által elpusztított rezisztenciával. A nem tipizálható Hemophilus influenzae szállítja a PAM-ot a sejtben, ahol lebomlanak. Ezenkívül a H. influenzae átalakítja membránjait, hogy olyan legyen, mintha a baktériumokat már sikeresen megtámadta volna Φ, ami megakadályozza, hogy újabb PAM támadja meg őket. Az ATP-kötő kazettás transzporterek antimikrobiális peptideket importálnak, az ellenállást gátló sejtosztó effluxpumpa pedig antimikrobiális peptideket exportál. Mindkét transzportert összefüggésbe hozták az antimikrobiális peptidekkel szembeni rezisztenciával. A baktériumok olyan proteolitikus enzimeket termelnek, amelyek képesek lebontani az antimikrobiális peptideket, és ezáltal ellenállóvá teszik őket. A gram-negatív baktériumok által termelt külső membrán vezikulák megkötik az antimikrobiális peptideket, és elválasztják őket a sejtektől, ezáltal védik a sejteket. Ismert, hogy a külső membrán vezikulái különféle proteázokat, peptidázokat és más lítikus enzimeket tartalmaznak, amelyek szerepet játszhatnak az extracelluláris peptid és a nukleinsav molekulák lebontásában, amelyek, ha hagyják elérni a baktérium sejteket, károsak lehetnek a sejtekre. A jelátviteli ciklikus-di-GMP részt vett a Pseudomonas aeruginosa antimikrobiális peptidekkel szembeni rezisztenciájának szabályozásában is .
Míg ezek a példák azt mutatják, hogy a rezisztencia természetesen kialakulhat, egyre nagyobb az aggodalom, hogy az antimikrobiális peptidek gyógyszerészeti másolatainak használata gyakoribbá és gyorsabbá teheti az ellenállást. Bizonyos esetekben az orvosi problémák kezelésére gyógyszerként használt peptidekkel szembeni rezisztencia nemcsak a peptidek orvosi alkalmazásával, hanem a peptidek fiziológiai funkciójával szembeni rezisztenciát is eredményezhet.
Antimikrobiális peptidek által termelt összes ismert faj, ideértve a baktériumokat peptidek , gombák , hydra , rovarok ( mastoparan , ponératoxine , cekropin , moricine , melittin és mások), béka ( magainin , dermaseptin és egyéb), madár (pl, cathelicidin és defenzinek ), emlősök (pl, cathelicidin , defenzinek és proterins ). Az utóbbi években megnőtt a kutatás az antimikrobiális peptidek, például az SNAPP-k mesterséges utánzásának kifejlesztésére , különös tekintettel a természetes eredetű AMP-k előállításának túlzott költségeire. Erre példa az arc kationos C18G peptid , amelyet az emberi vérlemezke IV faktor C-terminális doménjéből terveztek . Jelenleg a legszélesebb körben alkalmazott antimikrobiális peptid a nizin . Mivel ez az egyetlen antimikrobiális peptid, amelyet az FDA jóváhagyott , általában mesterséges tartósítószerként használják.
Számos bioinformatikai adatbázis létezik az antimikrobiális peptidek katalógusához, például ADAM (antimikrobiális peptid adatbázis), APD (antimikrobiális peptid adatbázis), BioPD (biológiailag aktív peptid adatbázis), CAMP (antimikrobiális peptid szekvenciák és struktúrák gyűjteménye), DBAASP Structure antimikrobiális struktúra Adatbázis) és a LAMP (Kötő PAM). Az antimikrobiális peptid adatbázisok az általuk tartalmazott peptidforrás alapján két kategóriába sorolhatók, mint specifikus adatbázisok és általános adatbázisok. Ezek az adatbázisok különféle eszközöket tartalmaznak az antimikrobiális peptidek elemzéséhez és előrejelzéséhez. Például a CAMP tartalmaz AMP előrejelzést, funkciószámolót, BLAST, ClustalW, VAST, PRATT, spirálkerék keresést stb. Ezenkívül az ADAM lehetővé teszi a felhasználók számára az AMP szekvencia-struktúra kapcsolatok keresését vagy böngészését. Az antimikrobiális peptidek sokféle kategóriát ölelnek fel, például gombaellenes, antibakteriális és tuberkulózisellenes peptideket. Az olyan eszközök, mint a PeptideRanker és a PeptideLocator képesek megjósolni az antimikrobiális peptideket, míg másokat gomba- és tuberkulózisellenes aktivitások előrejelzésére fejlesztettek ki. Az AntiMPmod-ot a kémiailag módosított peptidek antimikrobiális potenciáljának előrejelzésére fejlesztették ki (lásd a külső linkeket).