An ATP‐Mediated Antibiotic β‐Peptide Nanofiber That Kills Multidrug‐Resistant Bacteria via a Multistage Mechanism

Chakraborty, Sohini; el Battioui, Kamal [El Battioui, Kamal (Chemistry), szerző] Biomolekuláris Önrendeződés (HRN TTK / AKI); Molnár, Dániel [Molnár, Dániel (molekuláris bioló...), szerző] Biológiai Intézet (ELTE / TTK); Jezsó, Bálint [Jezsó, Bálint (Sejtbiológia), szerző] Biokémiai Tanszék (ELTE / TTK / Bio_I); Daruka, Lejla [Daruka, Lejla (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Sonallya, Tasvilla [Tasvilla, Sonallya (chemist), szerző] Hevesy György Kémia Doktori Iskola (ELTE / TTK); Anyag- és Környezetkémiai Intézet (HRN TTK); Biomolekuláris Önrendeződés (HRN TTK / AKI); Juhász, Tünde [Juhász, Tünde (Enzimológia), szerző] Biomolekuláris Önrendeződés (HRN TTK / AKI); Hirmondó, Rita [Hirmondó, Rita (Molekuláris biológia), szerző] Molekuláris Élettudományi Intézet (HRN TTK); Cs. Szigyártó, Imola [Szigyártó, Imola Csilla (Bioszervetlen kémia), szerző] Anyag- és Környezetkémiai Intézet (HRN TTK); Biomolekuláris Önrendeződés (HRN TTK / AKI); Románszki, Loránd [Románszki, Loránd (Kémia), szerző] Anyag- és Környezetkémiai Intézet (HRN TTK); Funkcionális Határfelületek Csoport (HRN TTK / AKI); Tőkési, Natália; Pinkas, Daniel; Házy, Eszter [Házy, Eszter (Enzimológia), szerző] Biokémiai Tanszék (ELTE / TTK / Bio_I); Pavela, Olivér [Pavela, Olivér (Molekula dinamika), szerző] Anyag- és Környezetkémiai Intézet (HRN TTK); Biomolekuláris Önrendeződés (HRN TTK / AKI); Hevesy György Kémia Doktori Iskola (ELTE / TTK); Bodor, Andrea [Bodor, Andrea (NMR spektroszkópia), szerző] Analitikai és BioNMR Laboratórium (ELTE / TTK / KI / AnalK_Tsz); Varga, Zoltán [Varga, Zoltán (biofizika, kolloi...), szerző] Anyag- és Környezetkémiai Intézet (HRN TTK); Biológiai Nanokémiai Kutatócsoport (HRN TTK / AKI); Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék (BME / VBK); Mándity, István [Mándity, István (Gyógyszerkémia, g...), szerző] Szerves Vegytani Intézet (SE / GYTK); Mesterséges Transzporterek Kutatócsoport (HRN TTK / AKI); Kovács, Mihály [Kovács, Mihály (Szerkezeti biokémia), szerző] HUN-REN-ELTE Motor Farmakológiai Kutatócsoport (ELTE / TTK / Bio_I); Pál, Csaba [Pál, Csaba (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Horváti, Kata [Horváti, Kata (Szerves kémia), szerző] MTA-TTK Peptidalapú Vakcinák Kutatócsoport (HRN TTK / AKI); Tóth, Judit [Tóth, Judit (Részecsketechnoló...), szerző] Anyag- és Környezetkémiai Intézet (HRN TTK); Funkcionális Nanorészecskék Csoport (HRN TTK / AKI); Beke‐Somfai, Tamás ✉ [Beke-Somfai, Tamás (Kémia), szerző] Anyag- és Környezetkémiai Intézet (HRN TTK); Biomolekuláris Önrendeződés (HRN TTK / AKI)

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: ADVANCED SCIENCE 2198-3844 13 (28) Paper: e22269 , 12 p. 2026
  • SJR Scopus - Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (miscellaneous): D1
Támogatások:
  • (TKP2021-EGA-31)
  • (2020–1.1.2-PIACI-KFI-2020-00021)
  • KKP_22 Project(144180)
  • (K138318)
  • (K-134595)
  • (K137940)
  • (Advanced-150835)
  • (K137940)
  • (150838)
  • Lendület (Momentum) Programme(LP2021-28)
  • (2022-2.1.1-NL-2022-00008)
  • (K146323)
Szakterületek:
  • Tudomány
Artificial bioinspired supramolecular assemblies hold great potential to alter modern medicine. Organic tissue‐like nanomaterials built from foldamer peptidomimetics and natural biomolecules could expand our boundaries toward new biocompounds that are able to address global health challenges. Related, antimicrobial resistance against conventional antibiotics motivates search for new compounds with orthogonal mechanisms. Here we designed an antibacterial system where natural adenosine phosphates (APs) trigger supramolecular co‐assemblies from a lipopolysaccharide‐targeting (LPS) antimicrobial β 3 ‐peptide (3K). Cryo‐EM and confocal microscopy images on E. coli confirmed that real‐time action of 3K‐APs progresses via a multiscale mechanism. Initially, entangled nanofibers capture bacteria resulting in agglutination. Further, individual cells become enwrapped, undergoing a reduction in cell height, as observed by AFM. Finally, in situ cryo‐EM observations, offering insight into their structural state in solution, suggest an association between the presence of extracellular vesicles and loss of cell integrity, which may contribute to cell death. 3K‐ATP was tested on multidrug resistant bacterial strains which adapted to membrane‐targeting antibiotics, where only limited cross‐resistance was observed. Resistant strains modifying their LPS even showed increased sensitivity. Besides induced disassembly by target membranes, degradation could also be reached through enzymatic hydrolysis of APs, altogether resulting in supramolecular bactericides with controllable build‐up and clearance.
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2026-10-14 21:40