Study of the biological activity of human salivary peptides

Abstract

АННОТАЦИЯ Выпускной квалификационной работы бакалавра Макаровой Тамары Олеговны Кафедра биохимии Научный руководитель – профессор кафедры биохимии, д.б.н., доцент Шамова О. В. «Изучение биологической активности пептидов слюны человека» Слюна – это важная биологическая жидкость, которая обладает множеством функций, но самая важная – защитная, так как ротовая полость выступает в качестве основного пути проникновения патогенных бактерий в организм, поэтому исследование молекулярных факторов, обеспечивающих антимикробную защиту ротовой полости человека, является актуальной задачей биомедицины. Одними из мажорных компонентов секретов слюнных желез являются катионные пролин-богатые пептиды (ПБП) и белки, роль которых в обеспечении противомикробной защиты остается малоизученной. Изучение антибактериальной активности ПБП слюны человека, в том числе при их совместном действии с антимикробными пептидами (АМП) врожденного иммунитета, поможет понять биологическую значимость этих соединений. Целью данной работы является оценка антимикробной активности белков и пептидов слюны человека, а также анализ сочетанного антибактериального действия синтетических аналогов пептидов, содержащихся в слюне (фрагмента пролин-богатого белка Р-F, кателицидина LL-37, гистатина 5). С использованием обращено-фазовой жидкостной хроматографии проведено фракционирование белков и пептидов, содержащихся в слюне, определены фракции, в которых содержатся полипептиды, проявляющие антимикробную активность в отношении грамотрицательной бактерии Escherichia coli ML35p и грамположительной Staphylococcus aureus SG511. Некоторые из этих пептидов и белков идентифицированы с помощью масс-спектрометрии (фрагменты катионных пролин-богатых белков, дефенсины HNP-1, hBD2, лизоцим, кателицидин LL-37). В результате анализа сочетанного антимикробного действия синтетических аналогов пептидов, которые по данным литературы, присутствуют в слюне человека, впервые показано, что пептид - фрагмент пролин-богатого белка слюны P-F может усиливать антимикробную активность пептидов, содержащихся в слюне (кателицидина LL-37 и гистатина 5) – установлено синергическое антимикробное действие при применении комбинации фрагмента ПББ P-F и кателицидина или гистатина 5 в отношении E. coli ML35p и S. aureus SG511. Полученные данные позволяют предположить, что пролин-богатые пептиды слюны человека могут участвовать в обеспечении антимикробной защиты ротовой полости, повышая эффективность действия антимикробных пептидов врожденного иммунитета. С практической точки зрения эти результаты работы могут иметь значение при создании различных средств обработки ротовой полости, способствующих повышению антибактериального действия эндогенных защитных систем организма.

SUMMARY Bachelor thesis by Makarova Tamara Olegovna Department of Biochemistry Supervisor - Professor of the Department of Biochemistry, PhD, Dr. Sci, associate Professor Shamova O. "Study of the biological activity of human salivary peptides » Saliva is an important biological fluid that has many functions, but the most important is the protective one. Since the oral cavity is the main gate for the penetration of pathogenic bacteria into the body, an exploration of molecular factors of human oral cavity antimicrobial defense is of utmost importance in biomedical research. Cationic proline-rich peptides (PRP) constitute a major components of human saliva, but their role in providing antimicrobial protection remains poorly understood. The study of antibacterial activity of PRP in human saliva, including their combined action with antimicrobial peptides (AMP) of the innate immunity, will help to understand the biological significance of these compounds. The aim of this work is to evaluate the antimicrobial activity of proteins and peptides of human saliva, as well as to analyze the combined antibacterial action of synthetic analogues of peptides containing in saliva (a fragment of proline-rich protein P-F, catelicidin LL-37, histatin 5). Using reversed-phase liquid chromatography we have fractionated salivary proteins and peptides and have revealed the samples containing polypeptides with antimicrobial activity against gram-negative bacteria Escherichia coli ML35p and gram-positive Staphylococcus aureus SG511. Some of these peptides and proteins have been identified by mass spectrometry (cationic proline-rich protein fragments, HNP-1, hBD2, lysozyme, cathelicidine LL-37). The analysis of the combined antimicrobial action of synthetic analogues of known salivary peptides has resulted in a finding that a peptide -fragment of cationicsalivary proline-rich protein P-F may enhance the antimicrobial activity of the peptides contained in saliva (cathelicidin LL-37 and histatin 5): we have determined a synergistic antimicrobial effect for the combination of a fragment of PRP P-F and cathelicidin or histatin 5 against E. coli ML35p as well as S. aureus SG511. The obtained data suggest that proline-rich peptides of human saliva may be involved in providing antimicrobial protection of the oral cavity by means of increasing the effectiveness of antimicrobial peptides of the innate immunity. From a practical point of view, these results may be important in the development of various medications for oral cavity treatment directed to the enhancement of endogenous anti-infective defense. From a practical point of view, these results of work can be of value in the development of various oral treatment agents that enhance the antibacterial action of the endogenous protective systems of the body.