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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-31018
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2006/3101/


Development of new antimicrobial peptides based on the synthetic peptide NK-2

Entwicklung neuer antimikrobieller Peptide auf Basis des synthetischen Peptids NK-2

Linser, Sebastian

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Peptidantibiotika , Modellmembranen , Röntgenkleinwinkelstreuung , antbakteriell , Antibiotika
Freie Schlagwörter (Englisch): SAXS , peptideantibiotics , modelmembranes , antibiotics
Basisklassifikation: 42.12 , 42.30 , 35.80 , 33.07
Institut: Chemie
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Hahn, Ulrich (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 03.11.2006
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 13.11.2006
Kurzfassung auf Englisch: The objective of this thesis was to develop derivatives of the antimicrobial peptide NK-2 and to correlate their activity with a structural description of their membrane interaction. Eleven new antimicrobial peptides were synthesized and characterized with respect to their antibacterial and hemolytic activity, peptide structure and their impact on biological model membranes. For all tested peptides a correlation between the antibacterial activity and the impact on the inverse hexagonal phase transition of
phosphatidylethanolamine lipids promoting a positive membrane curvature was found. This phase transition and the resulting polymorphism of phosphatidylethanolamine lipids is a prerequisite for cell division, fusion and probably also membrane protein function. Additionally, in a parallel approach, the peptidomimetic molecule LA-03-149 was investigated. The concept of mimicking basic properties of antimicrobial peptides in order to achieve a similar biological effect was proven to be correct for this molecule
which exhibits a good activity and interacts with model membranes in a peptide comparable fashion affecting the inverse hexagonal phase transition of phosphatidylethanolamine lipids. Contrary to the findings described above, the peptidomimetic LA-03-149 decreased the transition temperature and thus promoted a negative membrane curvature.
Kurzfassung auf Deutsch: Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung und das Verständnis der Wirkweise neuer antimikrobieller Peptide auf Basis des antimikrobiellen Peptides NK-2. Elf neue Peptide wurden synthetisiert und ihre antibakterielle und hämolytische Aktivität, die Struktur der Peptide und ihr Einfluss auf Modellmembranen untersucht. Für alle
getesteten Peptide wurde ein Zusammenhang zwischen der antibakteriellen Aktivität und der Stärke des Einflusses auf den invers hexagonalen Phasenübergang von Phosphatidylethanolamin Lipiden entdeckt. Dieser Phasenübergang und der daraus resultierende Polymorphismus der Phosphatidylethanolamine ist eine Vorraussetzung für die Zellteilung, die Zellfusion und eventuell auch für die Funktion von Membranproteinen. Alle entwickelten Peptide verstärkten die positive Membrankrümmung der Lipide, was sich in der Erhöhung der Phasenübergangstemperatur äußerte.
Zusätzlich zu den antibakteriellen Peptiden wurde ein peptidomimetisches Molekül charakterisiert. Die Idee, grundsätzliche Eigenschaften antimikrobieller Peptide mit
peptidomimetischen Substanzen zu imitieren um damit denselben biologischen Effekt zu erzielen, hat sich durch die gute antibakterielle Aktivität und eine den Peptiden
ähnliche Wechselwirkung mit Modellmembranen des kleinen Moleküls LA-03-149 bestätigt. Im Gegensatz zur oben erwähnten Unstützung einer positiven Membrankrümmung induziert das Molekül LA-03-149 jedoch eine negative
Membrankrümmung, zu erkennen an der Herabsetzung der hexagonalen Phasenübergangstemperatur.

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