O B A V I J E S T
Javna obrana doktorskog rada studenta poslijediplomskog sveučilišnog studija BIOFIZIKA
MATKA MALEŠA, mag. educ. math. et phys.
pod naslovom
RAZLIČITI ASPEKTI MEHANIZMA DJELOVANJA ANTIMIKROBNIH PEPTIDA KROZ SIMULACIJSKE STUDIJE
održat će se u petak, 24. ožujka 2023., u 14:15 sati na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu u Splitu (amfiteatar A0-1), pred članovima Stručnog povjerenstva:
1. dr. sc. Dražen Petrov (Senior Scientist – viši znanstveni suradnik), University of Natural Resources and Life Sciences, Beč, Austrija, predsjednik,
2. izv. prof. dr. sc. Željana Bonačić Lošić, Prirodoslovno-matematički fakultet u Splitu, članica,
3. izv. prof. dr. sc. Marija Raguž, Medicinski fakultet u Splitu, članica,
4. doc. dr. sc. Damir Kovačić, Prirodoslovno matematički fakultet u Splitu, zamjenski član.
Mentorica:
Izv. prof. dr. sc. Larisa Zoranić, Prirodoslovno-matematički fakultet Sveučilišta u Splitu
Pozivaju se svi zainteresirani da prisustvuju obrani doktorskog rada.
Naslov:
Različiti aspekti mehanizma djelovanja antimikrobnih peptida kroz simulacijske studije
Sažetak:
Metodom molekulske dinamike istraženi su mehanizmi djelovanja i karakteristična svojstva triju vrsta antimikrobnih peptida (AMP-a) (adepanina-1, diPGLa-H te šest njegovih analoga kiadina i anisaxina-2S) u interakciji s modelima plazma membrana Gram-pozitivnih, unutarnjih i vanjskih membrana Gram-negativnih bakterija, te neutralnih membrana eukariota. Izvedene su atomističke, združene atomske i krupnozrnate simulacije. Simulacije istražuju važnost strukturiranja peptida, njihove fleksibilnosti, udruživanja u klastere i drugih svojstava važnih za antimikrobno djelovanje. Pokazano je kako asocijacije peptida mogu pomoći postavljanju peptida u položaj i konformaciju povoljnu za njihovo umetanje u membranu. Analiza kako broj i položaj aminokiseline glicin mijenja svojstva peptida i utječe na njegovu interakciju s membranom pokazala je da je važniji položaj, nego sam broj glicina u sekvenci peptida. Potvrđeno je da mehanizam djelovanja AMP-a može uključivati potpunu ekstrakciju lipida iz gornjeg membranskog sloja ostvarenu uz velike lokalne koncentracije peptida na površini membrane. Moguće je da je takva ekstrakcija lipida prvi korak u mehanizmu djelovanja i da rezultirajuća asimetrija u lokalnoj gustoći lipida u dva membranska sloja može smanjiti energetsku barijeru za umetanje peptida. Ovaj rad doprinosi boljem razumijevanju mehanizma djelovanja i otkrivanju antibiotskog potencijala antimikrobnih peptida.
Title:
Different aspects of the mechanism of actions of antimicrobial peptides throughout simulation studies
Abstract:
Using the molecular dynamics method, the mechanisms of action and characteristic properties of three types of antimicrobial peptides (AMPs) (adepanin-1, diPGLa-H and six of its analogues kiadins and anisaxin-2S) were investigated in interaction with plasma membrane models of Gram-positive, inner and outer membranes of Gram-negative bacteria, and neutral membranes of eukaryotes. Atomistic, united atom and coarse-grained simulations were performed. The simulations investigate the importance of peptide structuring, their flexibility, clustering and other properties important for antimicrobial activity. It is shown how peptide associations can help to place peptides in a position and conformation favorable for their insertion into the membrane. Analysis of how the number and position of the amino acid glycine changes the properties of the peptide and affects its interaction with the membrane showed that the position is more important than the number of glycine in the peptide sequence. It has been confirmed that the mechanism of action of AMP can include the complete extraction of lipids from the upper membrane layer achieved with high local concentrations of peptides on the membrane surface. It is possible that this type of lipid extraction is the first step in the mechanism of action, and that the resulting asymmetry in the local density of lipids in the two membrane layers can reduce the energy barrier for peptide insertion. This thesis contributes to a better understanding of the mechanism of action and the antibiotic potential of antimicrobial peptides.
