Multifunctional properties of symmetric tryptophan-rich antimicrobial peptides

Abstract

다기능적인 특성을 갖는 트립토판이 풍부한 대칭- 항균펩타이드 연구 최보빈 지도교수: 양성태, Ph.D. 의과학과 조선대학교 대학원 항균 펩타이드(AMP)는 선천 면역계의 중요한 구성 요소이며 미생물 감염으로부터 숙주를 보호하는데 중요한 역할을 한다. 다양한 항균 펩타이드 중에 트립토판이 풍부한 대칭 항균 펩타이드(STRAMP)는 대칭 구조와 트립토판 잔기의 함량이 매우 높다. STRAMP는 작은 크기에도 불구하고 강력하고 광범위한 항균 활성을 갖는다. 본 연구에서는 항균, 항바이오필름 및 항염증 기능에 초점을 맞춰 독특한 구조적 특징을 가진 세 개의 STRAMP를 설계하고 합성하였다. 이러한 STRAMP는 메티실린 내성 황색포도상구균 (MRSA)과 다제내성 녹농균 (MDRPA)을 포함한 다양한 미생물에 대해 강력한 항균 효과를 나타내었다. 특히, 이 펩타이드들은 바이오필름 형성을 억제하였을 뿐만 아니라 형성된 바이오필름을 효과적으로 제거했다. 또한, STRAMP는 지질다당류 자극 대식세포에서 사이토카인 발현 수준을 크게 감소시킴으로써 항염증 효과를 보였다. 본 연구 결과는 STRAMP의 다기능 특성이 미생물 감염에 대한 치료 접근법 개발에 대한 전망을 제공하면서 혁신적인 항균제, 항바이오필름제 및 항염증제의 잠재적 후보로 가치가 있음을 시사한다.|Multifunctional properties of symmetric tryptophan-rich antimicrobial peptides Bobin Choi Advisor: Prof. Sung Tae Yang Department of Biomedical sciences Graduate School of Chosun University Antimicrobial peptides (AMPs) are vital components of the innate immune system and play a critical role in safeguarding the host from microbial infections. Among these, symmetric tryptophan (Trp)-rich antimicrobial peptides (STRAMPs) are notable for their symmetrical structure and high Trp residue content. Despite their compact size, STRAMPs exhibit strong and broad-spectrum antimicrobial properties. In this study, I explored three distinct STRAMPs with unique structural features, focusing on their antimicrobial, antibiofilm, and anti-inflammatory capabilities. These STRAMPs demonstrated robust antibacterial effects against a range of microorganisms, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa (MDRPA). Furthermore, they effectively hindered biofilm formation and eliminated pre- existing biofilms. Additionally, the STRAMPs exhibited anti-inflammatory characteristics by significantly reducing cytokine expression levels in lipopolysaccharide-stimulated macrophages. These findings suggest that the multifunctional properties of STRAMPs position them as potential candidates for innovative antimicrobial, antibiofilm, and anti-inflammatory agents, offering promising prospects for the development of therapeutic approaches against microbial infections.