Антимикробные пептиды (Antimicrobial peptides, AMPs) – молекулы, состоящие из 12–50 аминокислотных остатков, обладающие антимикробной (антибактериальной) активностью[1][2][3], являющиеся ключевым компонентом систем иммунной защиты организмов[4].
Около 30 лет назад в гемолимфе насекомых, человеческих нейтрофилах и в слизи, покрывающей кожу лягушек были обнаружены короткие пептиды, обладавшие антимикробным действием. Впервые антимикробные пептиды, цекропины (англ. cecropin), были выделены из гемолимфы гусениц шелкопряда Hyalophora cecropia.[5] Цекропины обладали сильной антимикробной активностью, однако удивительным было не только это, но и очень высокая специфичность действия этих веществ. Цекропины с высокой эффективностью действовали только на Escherichia coli. Позже Майкл Заслофф обнаружил, что кожный покров лягушки в ответ на микробное поражение или повреждение выделяет большое количество антимикробных пептидов, состоящих из 23 аминокислот. В 1988 году было показано, что и млекопитающие могут выделять антимикробные пептиды. Антимикробные пептиды вырабатываются даже растениями. Тионины – растительные пептиды, открыты почти 50 лет назад.
Одним из наиболее характерных антимикробных пептидов, и весьма изученным, называется выделенный из пчелиного яда пептид мелиттин[4].
Структура и аминокислотная последовательность антимикробных пептидов сильно различается, однако антимикробные пептиды обладают рядом общих свойств. Все они синтезируются в виде больших предшественников с сигнальными последовательностями, которые затем модифицируются либо в результате отщепления части последовательности, либо в результате гликозилирования или галогенирования. Все антимикробные пептиды являются амфипатическими молекулами. У них есть и гидрофобный участок, который реагирует с липидами, и гидрофильный участок, взаимодействующий с водой или отрицательно заряженными ионами. Молекулы антимикробных пептидов как правило положительно заряжены, что помогает им взаимодействовать с отрицательно заряженными мембранами бактерий.
Антимикробные пептиды действуют как на грамотрицательные так и на грамположительные бактерии, а также на грибы, вирусы, простейшие. Кроме того антимикробные пептиды проявляют антимикробную активность в отношении штаммов бактерий, устойчивых к антибиотикам.
Антимикробные пептиды действуют на заряженную отрицательно внешнюю мембрану грамотрицательных бактерий. На поверхности этой мембраны находятся катионы магния, которые нейтрализуют отрицательный заряд на поверхности мембраны. Антимикробные пептиды вытесняют эти ионы и либо прочно связываются с отрицательно заряженным липополисахаридом, либо нейтрализуют отрицательный заряд на поверхности мембраны, нарушают её структуру и проникают внутрь периплазматического пространства.