Die Macin-Familie antimikrobieller Proteine vereint antimikrobielle und Nervenreparatur-Aktivitäten

The tertiary structures of theromacin and neuromacin confirmed the macin protein family as a self-contained family of antimicrobial proteins within the superfamily of scorpion toxin-like proteins. The macins, which also comprise hydramacin-1, are antimicrobially active against Gram-positive and Gram-negative bacteria. Despite high sequence identity, the three proteins showed distinct differences with respect to their biological activity. Neuromacin exhibited a significantly stronger capacity to permeabilize the cytoplasmic membrane of Bacillus megaterium than theromacin and hydramacin-1. Accordingly, it is the only macin that displays pore-forming activity and that was potently active against Staphylococcus aureus. Moreover, neuromacin and hydramacin-1 led to an aggregation of bacterial cells that was not observed with theromacin. Analysis of the molecular surface properties of macins allowed confirmation of the barnacle model as the mechanistic model for the aggregation effect. Besides being antimicrobially active, neuromacin and theromacin, in contrast to hydramacin-1, were able to enhance the repair of leech nerves ex vivo. Notably, all three macins enhanced the viability of murine neuroblastoma cells, extending their functional characteristics. As neuromacin appears to be both a functional and structural chimera of hydramacin-1 and theromacin, the putative structural correlate responsible for the nerve repair capacity in leech was located to a cluster of six amino acid residues using the sequence similarity of surface-exposed regions.

Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.

Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.

Die Tertiärstrukturen von Theromacin und Neuromacin bestätigten die Macin-Familie als eigenständige Gruppe antimikrobieller Proteine innerhalb der Skorpiontoxin-ähnlichen Superfamilie. Alle Macine wirken gegen grampositive und gramnegative Bakterien; Neuromacin permeabilisierte Bacillus-megaterium-Membranen signifikant stärker als die anderen, bildete als einziges Poren und wirkte potent gegen Staphylococcus aureus. Neuromacin und Hydramacin-1 aggregierten Bakterien, Theromacin nicht; Neuromacin und Theromacin förderten zudem ex vivo die Blutegel-Nervenreparatur, und alle drei steigerten die Viabilität muriner Neuroblastomzellen. Ein Cluster aus sechs Aminosäureresten gilt als mutmaßliches Korrelat der Nervenreparatur.

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