Proline-rich antimicrobial peptides: converging to a non-lytic mechanism of action

Abstract

Proline-rich antimicrobial peptides are a group of cationic host defense peptides of vertebrates and invertebrates characterized by a high content of proline residues, often associated with arginine residues in repeated motifs. Those isolated from some mammalian and insect species, although not evolutionarily related, use a similar mechanism to selectively kill Gram-negative bacteria, with a low toxicity to animals. Unlike other types of antimicrobial peptides, their mode of action does not involve the lysis of bacterial membranes but entails penetration into susceptible cells, where they then act intracellularly. Some aspects of the transport system and cytoplasmic targets have been elucidated. These features make them attractive both as anti-infective lead compounds and as a new class of potential cell-penetrating peptides capable of internalising membrane-impermeant drugs into both bacterial and eukaryotic cells.

The Mechanism of Killing by the Proline-Rich Peptide Bac7(1–35) against Clinical Strains of Pseudomonas aeruginosa Differs from That against Other Gram-Negative Bacteria

“…Bac7 and its BODIPY fluorescently labeled derivative [Bac7 -BY] were prepared as previously described (14). Bac5(1-31) and BMAP27 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18) were chemically synthesized as previously described (41). Apidaecin 137 and oncocin 112 were generously provided by Ralf Hoffmann (13,42).…”

“…The group of proline-rich peptides (PR-AMPs) is the best known example of these intracellular-acting peptides (5,6). Some of them have been identified in mammal neutrophils (7), whereas others have been found in hemolymph of insects and crustaceans (8).…”

Effects of Proline-Rich Peptides of the Innate Immune System on Drug-Resistant Bacterial Strains

“…В составе молекулы ПБ-АМП присутствует большое количество остатков про-лина (до 50%) и аргинина, что и определяет их физико-химические и биологические свойства. Подобные пептиды обнаружены у беспозвоноч-ных, причем наиболее часто встречаются у насе-комых [12], а также позвоночных -в основном выявлены в лейкоцитах животных отряда парно-копытных [13]. Известно, что многие ПБ-АМП проявляют высокую антимикробную активность в отношении грамотрицательных бактерий, в том числе и антибиотикоустойчивых, что позволяет рассматривать их в качестве прототипов новых лекарственных средств, эффективных в борьбе с патогенными микроорганизмами, резистент-ными к применяемым в клинике антибиотикам.…”

“…В работах итальянских исследователей показано, что синтетические пептиды, явля-ющиеся фрагментами бактенецина быка Вас7 (сходные по первичной структуре с мини-бакте-нецинами козы), тоже проявляют антимикроб-ную активность в отношении антибиотикоустой-чивых клинических изолятов [6]. Эффективность бактенецинов, вероятно, определяется тем, что эти пептиды имеют несколько молекулярных мишеней в бактериальных клетках [10,13]. Одна-ко значения активности АМП могут показаться несколько более низкими по сравнению с актив-ностью применяемых в медицине антибиотиков.…”

Mode of Action of Antimicrobial Peptides Identified from Insects

“…They were first reported in honeybees and cattle [46]. Majority of the known proline-rich AMPs have been isolated from various insect species belonging to orders Hymenoptera, Diptera, Hemiptera, and Lepidoptera, and are classified into two major types, namely short-chain and long-chain peptides [46]. The proline-rich peptides and the glycine-rich peptides are predominantly active against…”