Низин является первым открытым лантибиотиком и на сегодняшний день механизм его антибактериального действия был исследован с использованием различных методов. В то время как установлена структура комплекса низина с липидом-II в растворе, о реальной структуре комплекса в липидном бислое ничего не известно. С целью предсказания структуры комплекса в мембранном окружении мы провели серию расчетов молекулярной динамики изолированных молекул в их естественной среде, а также комплекса в растворе. Показано, что липид-II в мембране может принимать конформации, теоретически подходящие для захвата «ловушкой». Несвязанная в комплекс молекула низина, напротив, не соответствует найденным в комплексе структурам, тем не менее, ее высокая подвижность дает возможность предположить, что захват мишени приводит к индуцированным структурным изменениям. Кроме того, в присутствии липида-II на поверхности мембраны образуются стабильные изменения рельефа и гидрофобных свойств. Сделан вывод о том, что липид-II вместе с окружающими его липидами мембраны образует специфическую платформу, распознаваемую лантибиотиками как сайт связывания.
лантибиотики, низин, липид-II, молекулярная динамика
1. Breukink E., Wiedemann I., Van Kraaij C., Kuipers O.P., Sahl H.-G., de Kruijff B. Use of the cell wall precursor lipid II by a pore-forming peptide antibiotic. Science, 1999, vol. 286, pp. 2361-2364.
2. Breukink E., de Kruijff B. Lipid II as a target for antibiotics. Nat. Rev. Drug Discov., 2006, vol. 5, pp. 321-332.
3. Hsu S.-T.D., Breukink E., Tischenko E., Lutters M.A.G., de Kruijff B., Kaptein R., Bonvin A.M.J., van Nuland N.A.J. The nisin-lipid II complex reveals a pyrophosphate cage that provides a blueprint for novel antibiotics. Nat. Struct. Mol. Biol., 2004, vol. 11, pp. 963-967.
4. Breukink E., Van Kraaij C., Demel R.A., Siezen R.J., Kuipers O.P., de Kruijff B. The C-terminal region of nisin is responsible for the initial interaction of nisin with the target membrane. Biochemistry, 1997, vol. 36, pp. 6968-6976.
5. Hasper H. E., de Kruijff B., Breukink E. Assembly and stability of nisin-lipid II pores. Biochemistry, 2004, vol. 43, pp. 11567-75.
6. Prossnigg F., Hickel A., Pabst G., Lohner K. Packing behaviour of two predominant anionic phospholipids of bacterial cytoplasmic membranes. Biophys. Chem., 2010, vol. 150, pp. 129-35.
7. Chugunov A., Pyrkova D., Nolde D., Polyansky A., Pentkovsky V., Efremov R. Lipid-II forms potential «landing terrain» for lantibiotics in simulated bacterial membrane. Sci. Rep., 2013, vol. 3, p. 1678.
