Identification and Screening of Novel Antimicrobial Peptides from Medicinal Leech via Heterologous Expression in E. coli
Basic science / preclinical published in Int J Mol Sci (2025)
Abstract
The growing threat of infectious diseases requires novel therapeutics with different mechanisms of action. Antimicrobial peptides (AMPs), which are crucial for innate immunity, are a promising research area. The medicinal leech (Hirudo medicinalis) is a potential source of bioactive AMPs that are vital while interacting with microorganisms. This study aims to investigate the antimicrobial properties of peptides found in the H. medicinalis genome using a novel high-throughput screening method based on the expression of recombinant AMP genes in Escherichia coli. This approach enables the direct detection of AMP activity within cells, skipping the synthesis and purification steps, while allowing the simultaneous analysis of multiple peptides. The application of this method to the first identified candidate AMPs from H. medicinalis resulted in the discovery of three novel peptides: LBrHM1, NrlHM1 and NrlHM2. These peptides, which belong to the lumbricin and macin families, exhibit significant activity against E. coli. Two fragments of the new LBrHM1 homologue were synthesised and studied: a unique N-terminal fragment (residues 1-23) and a fragment (residues 27-55) coinciding with the active site of lumbricin I. Both fragments exhibited antimicrobial activity in a liquid medium against Bacillus subtilis. Notably, the N-terminal fragment lacks homologues among previously described AMPs.
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Zusammenfassung
High-throughput screening of candidate AMPs from the Hirudo medicinalis genome using recombinant expression in E. coli. Discovery of three novel AMPs (LBrHM1, NrlHM1, NrlHM2) from lumbricin and macin families, including a unique N-terminal fragment without prior homologues.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Studie (Serebrennikova et al., International Journal of Molecular Sciences 2025) wandte eine auf rekombinanter Expression in Escherichia coli beruhende Hochdurchsatz-Screening-Methode an, um das Genom von Hirudo medicinalis nach antimikrobiellen Peptiden zu durchsuchen, und entdeckte drei neue Peptide (LBrHM1, NrlHM1, NrlHM2) aus den Lumbricin- und Macin-Familien mit signifikanter Aktivität gegen E. coli; zwei synthetisierte Fragmente des LBrHM1-Homologs, darunter ein einzigartiges N-terminales Fragment ohne bekannte Homologe, zeigten antimikrobielle Aktivität gegen Bacillus subtilis. Für die Hirudotherapie stärkt dies das Narrativ der Wirkstoffentdeckung aus dem medizinischen Blutegel, indem es das Blutegel-Sekretom über Antikoagulanzien hinaus auf wirtsabwehrende antimikrobielle Peptide erweitert — eine potenzielle Quelle neuer antibakterieller Leitstrukturen angesichts zunehmender antimikrobieller Resistenz. Ehrliche Einschränkung: Dies sind frühe In-vitro-Entdeckungs- und Screening-Ergebnisse gegen Laborbakterien unter Verwendung rekombinanter Expression, keine klinischen oder auch nur an gereinigten Verbindungen gewonnenen therapeutischen Daten, und sie belegen weder Wirksamkeit noch Sicherheit in irgendeinem Krankheitskontext.
Zitation
Identification and Screening of Novel Antimicrobial Peptides from Medicinal Leech via Heterologous Expression in E. coli.
Serebrennikova M et al. · International journal of molecular sciences, 2025
Verwandter klinischer Kontext
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: June 18, 2026