Механизм связывания, встраивания и дестабилизации фосфолипидных бислойных мембран альфа-спиральными антимикробными и неселективными в отношении клеток мембранолитическими пептидами

Повышение проницаемости клеточной мембраны, приводящее к гибели клетки, — механизм действия многих мембранолитических пептидов. Одни из них линейны и преимущественно имеют спиральную структуру, другие содержат одну или несколько дисульфидных связей, формирующих β-слои либо сочетание β-слоёв и α-спиралей. Все они растворимы в растворе, но при достижении мембраны-мишени претерпевают конформационные изменения, позволяющие им связываться с мембраной и лизировать её. Некоторые мембранолитические пептиды не обладают клеточной селективностью и лизируют различные микроорганизмы, а также нормальные клетки млекопитающих, тогда как другие специфичны только к одному из этих типов клеток. Несмотря на многочисленные исследования, механизм действия мембранолитических пептидов изучен не полностью, а основа их селективности в отношении определённых клеток-мишеней остаётся неизвестной. Многие исследования показали, что взаимодействия пептидов с липидами, приводящие к повышению проницаемости мембраны, в значительной степени определяют их активность. Предполагается, что повышение проницаемости мембран под действием амфипатических α-спиральных пептидов происходит по одному из двух общих механизмов: (i) образование трансмембранных пор по механизму «бочонка с планками»; (ii) разрушение или солюбилизация мембраны по «ковровому» механизму. В настоящем обзоре, посвящённом различным стадиям повышения проницаемости мембран под действием амфипатических α-спиральных антимикробных и неселективных в отношении клеток мембранолитических пептидов, проводится различие между «ковровым» механизмом, характерным для антимикробных пептидов, и механизмом «бочонка с планками», характерным для неселективных в отношении клеток литических пептидов.