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Biology

评估软体动物粗提取物和澄清提取物的假定抗隐球菌特性

Published: December 2, 2022 doi: 10.3791/64540

Summary

人类真菌病原体 Cryptococcus neoformans 产生多种毒力因子(例如肽酶),以促进其在宿主内的存活。环境生态位代表了新型天然肽酶抑制剂的有希望的来源。该协议概述了软体动物提取物的制备以及评估它们对真菌毒力因子产生的影响。

Abstract

新型隐球菌 是一种荚膜的人类真菌病原体,分布于全球,主要感染免疫功能低下的个体。抗真菌药物在临床环境中的广泛使用、其在农业中的使用以及品系杂交导致耐药性的进化增加。抗真菌药物耐药率的上升是全球临床医生和科学家日益关注的问题,开发新型抗真菌疗法的紧迫性也越来越高。例如, C. neoformans 产生几种毒力因子,包括细胞内和细胞外酶(例如肽酶),在组织降解,细胞调节和营养获取中起作用。抑制剂破坏这种肽酶活性会扰乱真菌的生长和增殖,这表明这可能是对抗病原体的重要策略。重要的是,软体动物等无脊椎动物产生具有生物医学应用和抗菌活性的肽酶抑制剂,但在对抗真菌病原体方面尚未得到充分探索。在该协议中,从软体动物中进行全局提取以分离粗提取物和澄清提取物中潜在的肽酶抑制剂,并评估它们对经典隐球菌毒力因子的影响。该方法支持对具有抗真菌特性的软体动物进行优先排序,并通过利用软体动物中发现的天然抑制剂为发现抗毒力剂提供了机会。

Introduction

新型隐球菌是一种人类真菌病原体,可在免疫功能低下的宿主(例如艾滋病毒/艾滋病感染者)中产生严重疾病1,并导致约19%的艾滋病相关死亡2。真菌对几类抗真菌药敏感,包括唑类、多烯类和氟胞嘧啶,它们使用不同的机制发挥杀真菌和抑真菌活性34。然而,在临床和农业环境中广泛使用抗真菌药物与菌株杂交相结合,放大了多种真菌物种(包括C. neoformans)耐药性的进化5。

为了克服抗真菌耐药性的挑战并在全球范围内降低真菌感染的流行率,一种有希望的方法是使用隐球菌属的毒力因子(例如,温度适应性、多糖胶囊黑色素和细胞外酶)作为潜在的治疗靶点46.这种方法有几个优点,因为这些毒力因子在文献中得到了很好的表征,并且靶向这些因子可以通过损害毒力而不是靶向细胞生长来施加较弱的选择压力来潜在地降低抗真菌抗性率6。在这种情况下,许多研究已经评估了靶向细胞外酶(例如蛋白酶、肽酶)以降低或抑制隐球菌spp.789 的毒力的可能性

无脊椎动物和植物等生物不具备适应性免疫系统来保护自己免受病原体的侵害。然而,它们依靠强大的先天免疫系统和大量的化合物来对付微生物和捕食者10。这些分子包括肽酶抑制剂,其在许多生物系统中起着重要作用,包括无脊椎动物免疫的细胞过程,例如血淋巴的凝固,细胞因子和抗菌肽的合成,以及通过直接灭活病原体的蛋白酶来保护宿主11。因此,来自软体动物等无脊椎动物的肽酶抑制剂具有潜在的生物医学应用,但许多仍未表征101213。在这方面,安大略省大约有34种陆生软体动物,加拿大有180种淡水软体动物14种。然而,他们的深入剖析和表征仍然有限15.这些生物为鉴定具有潜在抗真菌活性的新化合物提供了机会10

在该协议中,描述了分离和澄清无脊椎动物(例如软体动物)提取物的方法(图1),然后测量推定的肽酶抑制活性。然后通过使用表型测定法测量这些提取物对 C. neoformans 毒力因子产生的影响来评估这些提取物的抗真菌特性(图2)。重要的是要注意,粗提取物和澄清提取物之间的抗真菌特性差异可能表明软体动物的微生物因素(例如,宿主微生物组产生的次级代谢物或毒素),这可能会影响实验观察。这些发现支持该协议需要独立评估粗提取物和澄清提取物,以揭示作用模式。此外,提取过程是公正的,可以检测针对大量真菌和细菌病原体的抗菌特性。因此,该协议为优先考虑具有抗真菌特性的软体动物物种提供了一个起始点 ,并通过假定 的抑制机制评估酶活性与毒力因子产生之间的联系。

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Protocol

1. 从软体动物中提取蛋白质

  1. 从指定和批准的自然区域(例如,安大略省圭尔夫的斯皮德河)收集软体动物。在这项研究中,选择了本地和入侵物种来评估广泛的潜在抗真菌作用。
  2. 用研杵和研钵轻轻地掰开软体动物的外壳(例如,Nemoralis,Planorbella pilsbryi和 Cipangopaludina chinensis),并用镊子去除固体碎片。通常,将10种软体动物汇集在一起,用于整个协议。
  3. 收集并称量器官。大约 15-20 g 样品是最佳的。用剪刀将器官切成约0.5-1厘米的小块。
  4. 用液氮快速冷冻解剖和切割的器官样品。然后,使用研杵和研钵将器官样品研磨成细粉。
  5. 将器官样品粉末(约15g)加入30mL冷蒸馏水(4°C)中,以达到1:2的比例(w / v)。
  6. 将 2 mL 样品倒入高冲击力 2 mL 管中。向每个管中加入一勺3mm不锈钢珠(约500μg),并使用搅拌机(参见 材料表)在1,200rpm和4°C下均质化3分钟。
  7. 在4°C下以12,000× g 离心20分钟。 用移液管将所有上清液收集在新鲜的50mL管中,丢弃沉淀。
  8. 使用0.22μm膜过滤灭菌上清液。将样品储存在冰上,然后继续进行澄清方案(第2节)(如适用)。
    注意:样品可以在液氮中快速冷冻并储存在-20°C下用作粗提取物。

2. 软体动物提取物的澄清

  1. 将步骤1.8中的上清液样品置于60°C的热浴中30分钟。然后,通过将样品转移到装有冰的桶中20分钟来快速冷却样品。
  2. 将样品在4°C下以15,000× g 离心45分钟。 将上清液收集在新鲜的 50 mL 管中,并弃去沉淀。使用0.22μm膜过滤器对样品进行过滤灭菌,然后将其储存在冰上。
  3. 使用定量测定(例如,二辛可宁酸测定17)确定步骤1.8(即粗提取物)和步骤2.2(即澄清提取物)中的样品中的蛋白质浓度。最佳蛋白质浓度范围为4-8 mg/mL。
  4. 将样品在冰上储存长达1小时或在液氮中快速冷冻,并将它们储存在-20°C直至需要。

3. 抑制活性测定

  1. 使用酶法测量粗提取物和澄清提取物的抑制活性,一式三份。
    注意:每种酶测定由一种酶(例如,枯草杆菌蛋白酶A,其参与真菌毒力16,1718;通常约为1 x 10-9 mol/L用于显色测定),缓冲液和底物组成。当底物遇到酶时,反应开始。酶活性与底物转化为产物的速率成正比。
  2. 评估酶浓度(EC)对酶活性(EA)的影响,直到获得两个参数之间的线性依赖性。对于后续步骤,请使用测量的线性范围内的酶浓度。
    注意:肽酶枯草杆菌蛋白酶A的酶测定详见以下步骤。
  3. 将粗(步骤1.11)或澄清(步骤2.5)软体动物蛋白提取物(例如,含有4mg / mL蛋白的10μL)与10μL枯草杆菌蛋白酶A(浓度从步骤3.2测定)和220μL100mM Tris-HCl在pH 8.6(对于对照,加入230μLTris缓冲液而不添加提取物)在25°C下在96孔平底板中孵育10分钟。
  4. 加入 10 μL N-琥珀酰基-Ala-Ala-Pro-Phe-p-硝基苯胺,枯草杆菌蛋白酶 A 的底物,终浓度为 1 Km (Michaelis-Menten 常数;该底物含枯草杆菌蛋白酶 A 为 0.2 mM),最终反应体积为 250 μL。
  5. 通过每15秒读取405nm处的光密度(OD)3分钟来监测产品的外观,从而测量酶活性。
  6. 通过计算存在软体动物提取物时的酶活性与不存在提取物时的酶活性之比来确定残留的酶活性。
  7. 如果观察到抑制活性(即残余活性低于1),则使用一系列浓度的提取物(例如,从200μg/mL到1μg/mL的两倍稀释系列)测量抑制浓度50(IC50)值,遵循标准方法19

4. 软体动物提取物对 新福曼梭菌 生长的影响

  1. 使用 10 μL 移液器吸头将单个菌落的 C. neoformans . var. grubii H99 野生型 (WT) 引入 5 mL 酵母提取物-蛋白胨-葡萄糖 (YPD) 培养基(10 g/L 酵母提取物、20 g/L 蛋白胨和 20 g/L 葡萄糖,pH 6.5),并在 30 °C 和 200 rpm 下孵育 16-18 小时。在生物一式三份和技术重复中进行实验。
  2. 在比色皿中收集 500 μL 培养物,并通过读取 600 nm 处的 OD 来测量生长。用酵母氮碱(YNB)培养基稀释培养物至最终OD600 为0.02。
  3. 具有不同浓度(例如,从 440 μg/mL 到 15 μg/mL 蛋白质的三倍稀释系列)的提取物(即粗品和澄清品)共培养 C. neoformans 细胞。为此,在 96 孔板中将 10 μL 提取物与 190 μL 稀释的 C. neoformans 培养物(步骤 4.2)混合。
  4. 通过在200rpm和37°C下每15分钟至1小时使用读板器读取OD60077 小时72小时来测量生长。

5. 软体动物提取物对 新福曼梭菌 黑色素生成的影响

  1. 准备L-3,4-二羟基苯丙氨酸(L-DOPA)板。
    1. 高压灭菌230 mL 14 g/L琼脂,使其冷却至达到50-60°C。
    2. 向液体琼脂中加入 3.25 mL 的 1 M 甘氨酸、7.35 mL 的 1 M KH 2 PO 4、2.5 mL 的 1 M MgSO4.7H 2 O、0.6 mL 的 40% 葡萄糖、70 μL 的 10 mM 硫胺素和 2.5mL 的 100 mM L-DOPA(过滤灭菌)。
    3. 将15mL混合物倒入培养皿中,在黑暗中干燥约1小时,并在2-4°C下储存长达1周。确保盖子部分抬起,使琼脂正确干燥。
  2. 用步骤 4.1 中的 50 μL 新生梭菌 培养物接种 5 mL YNB 培养基。在30°C和200rpm下孵育16-18小时。
  3. 在4°C下以1,000× g 旋转细胞5分钟。用pH 7.4的无菌磷酸盐缓冲盐水(PBS)洗涤细胞2x。
  4. 使用血细胞计数器计数细胞。将细胞重悬于 1 mL PBS 中,以达到 106 个 细胞/mL 的终浓度。
  5. 制备粗体和澄清软体动物提取物的稀释系列(例如,两倍)。同样,使用无菌PBS在96孔板中制备10倍稀释系列的C. neoformans细胞(步骤5.4 ),从1 x 106 细胞/ mL到1 x 101 细胞/ mL。
  6. 使用拭子将 200 μL 提取物铺在含有 L-DOPA 琼脂的培养皿上,并干燥 15 分钟。
  7. 将每个孔中的 5 μL 培养物点到左旋多巴平板上,在两次滴之间留出 1 厘米。让它在黑暗中干燥15分钟。
  8. 将板在30°C和37°C的静态培养箱中孵育3-5天,每24小时用相机或平板成像仪(例如扫描仪)捕获图像。
    注意:这里使用两种温度条件来探索温度对软体动物提取物生长抑制作用的影响,其中30°C代表环境温度,37°C代表人体生理温度。

6. 软体动物提取物对 新福曼梭菌 多糖胶囊生产的影响

  1. 如下所述制备低铁培养基(LIM)。
    1. 将 5 g 螯合树脂(见 材料表)溶解在 60 mL 超纯水中,并装入玻璃柱(直径 2 cm x 长度 25 cm)中。用 100 mL 水清洗色谱柱,并丢弃收集的水。
    2. 通过将2L无菌超纯水通过螯合柱来制备低铁水(LI-water)。将LI-水在4°C下储存长达3个月。
    3. 将 5 g 葡萄糖溶解在 100 mL LI 水中。将 5 g L-天冬酰胺溶解在单独的烧杯中的 200 mL LI 水中。
    4. 按顺序将以下内容添加到 500 mL LI 水中:4.78 g HEPES、0.4 g K 2 HPO4、0.08 g MgSO4.7H 2 O、1.85 g NaHCO3 和 0.25 g CaCl2.2H 2O。
    5. 合并步骤 6.1.3 和步骤 6.1.4 中的解决方案。加入 1 mL 100 mM 巴咯咯啉二磺酸钠盐 (BPS) 至终浓度为 100 μM。
    6. 用 1 M LI-拖把将 pH 值调节至 7.2。加入LI水至最终体积为1L,并通过0.22μm膜过滤灭菌培养基。向培养基中加入 100 μL 无菌硫胺素 (4 mg/mL)。
  2. 用步骤 4.1 中的 50 μL 新福曼梭菌 培养物接种 5 mL YNB 培养基。在30°C和200rpm下孵育16-18小时。使用该培养物接种 5 mL LIM 至终浓度为 105 个 细胞/mL。
  3. 加入适当体积的软体动物提取物(例如,两倍稀释或从先前的毒力测定中确定的体积)以达到所需的浓度。用松开的盖子在37°C和200rpm下孵育72小时。孵育后,收集1mL细胞,并在4°C下用无菌PBS,pH 7.4,在1,500× g 下洗涤2分钟。
  4. 轻轻地将细胞重悬于 1 mL PBS 中。在玻璃显微镜载玻片上以 1:1 的比例将细胞与印度墨水混合(例如,4 μL 印度墨水与 4 μL 细胞悬浮液)。将盖玻片放在载玻片顶部。
  5. 使用带有63x油物镜的微分干涉对比(DIC)显微镜可视化样品(参见 材料表)。将对比度设置为自动,并使用显微镜转盘手动对焦。选择所有图片,并以TIFF格式导出。无需应用过滤器。
  6. 使用 ImageJ20 中的标尺工具,量化总细胞大小(包括胶囊)与细胞体大小的比率。

7. 软体动物提取物对 新福曼梭菌 生物膜产生的影响

  1. 用步骤 4.1 中的 50 μL 新生梭菌 培养物接种 5 mL YNB 培养基。在30°C和200rpm下孵育16-18小时。
  2. 从 5 mL 培养物中收获细胞。用无菌PBS,pH 7.4,在4°C下以1,500× g 洗涤细胞2分钟。
  3. 使用血细胞计数器计数细胞。将细胞重悬于 3 mL Dulbecco 改良鹰培养基 (DMEM) 中,终浓度为 107 个细胞/mL。
  4. 将 300 μL 细胞悬液转移到无菌聚苯乙烯平底 24 孔板的各个孔中。仅将带有培养基的孔用作对照。
  5. 加入适当体积的软体动物提取物(例如,两倍稀释或从先前的毒力测定中确定的体积),以达到10-20μg/ mL蛋白质的最终浓度。确保提取物体积不大于总体积的 10%。
  6. 用铝箔包裹板(以避免培养基蒸发),并使用静态培养箱在30°C和37°C孵育48小时。
  7. 使用瓶子或分配器用无菌水清洗孔2次,并在室温下风干10-15分钟。然后,向每个孔(包括仅培养基对照孔)中加入 100 μL 0.3% 结晶紫溶液,并在室温下孵育 10 分钟。
  8. 用无菌水彻底清洗孔3次(洗涤过程中生物膜不会被破坏)。加入 200 μL 100% 乙醇,并在室温下孵育 10 分钟。
  9. 将 75 μL 转移到新的 96 孔平底板中,并读取 OD550。将生物膜形成量化为(样品的OD550nm - 空白的OD550nm )。

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Representative Results

本文描述的工作流程能够从软体动物中分离蛋白质和肽,这些蛋白质和肽对C. neoformans具有潜在的抗毒力特性。同样,评估不同形式的提取物(即粗品和澄清物)允许对潜在的活性化合物进行半纯化,并支持下游评估(例如,基于质谱的蛋白质组学)。通常,蛋白质提取工作流程可产生蛋白质浓度为 4-8 mg/mL 的均质溶液。在这里,代表性结果证明了对羊草提取物的酶活性和抗真菌特性的评估粗提取物和澄清提取物能够抑制枯草杆菌蛋白酶A的蛋白水解活性(与新甲虫的毒力有关)(图3),IC 50值分别为5.3 μg/mL和4.53 μg/mL。进一步测试了羊草提取物的活性与新福曼梭菌毒力因子产生相关的过程,包括真菌生长、胶囊和黑色素的产生以及生物膜的形成。在粗品(图4A)和澄清的(图4B)羊提取物存在下,37°C的真菌生长显着减少。值得注意的是,在粗品或澄清的羊草提取物存在的情况下,胶囊或黑色素的产生没有变化(图4CD)。然而,相对于未处理的对照,在高浓度的粗品(图4E)和澄清(图4F)提取物中观察到生物膜形成显着减少70%-80%。

Figure 1
图 1:从软体动物中提取总蛋白质的工作流程。用 BioRender.com 创建。请点击此处查看此图的大图。

Figure 2
图 2:用于评估软体动物提取物对 新型隐球菌蛋白水解活性、生长和毒力因子产生的影响的一般策略。 DIC = 微分干涉对比显微镜。光密度测量以纳米 (nm) 为单位的波长表示。用 BioRender.com 创建。请点击此处查看此图的大图。

Figure 3
图3:软体动物蛋白提取物对枯草杆菌蛋白酶A.(A)羊草粗提取物蛋白水解活性影响的代表性结果 中华绒毛蚴澄清提取物。每个点代表三个重复的平均值。条形表示标准偏差。IC50 = 半个最大抑制浓度。请点击此处查看此图的大图。

Figure 4
图4羊草提取物对新苜蓿毒力因子产生影响的代表性结果。 C. neoformans在37°C下分别在粗提取物和澄清的中华绒毛菌提取物存在下生长。(CC. neoformans的DIC显微镜图像显示,在粗(50μg/mL)和澄清(40μg/mL)提取物存在下胶囊的产生。比例尺 = 10 μm。 (D) 在 30 °C 和 37 °C 下存在粗品 (440 μg/mL) 和澄清 (410 μg/mL) 提取物的情况下产生黑色素EF) 分别在粗提取物和澄清提取物存在下形成 C. neoformans。对于统计分析,进行了单因素方差分析检验和邓内特多重比较检验。*p < 0.05;**p < 0.01;和 ****p < 0.0001。每个值对应于至少五个生物重复和两个技术重复的平均值。误差线表示标准偏差。所示的黑色素图像代表三个生物学重复和两个技术重复。显示的胶囊图像代表每种条件的40-50个细胞。请点击此处查看此图的大图。

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Discussion

这里描述的提取方案概述了从加拿大安大略省收集的软体动物中分离化合物的方法,并展示了使用软体动物提取物对抗人类真菌病原体C . neoformans的新研究。该协议增加了越来越多的研究,调查无脊椎动物的肽酶抑制剂活性13。在提取过程中,一些提取物样品难以过滤灭菌,可能是由于存在可溶性多糖和/或阻碍滤膜的色素。为了克服这一限制,建议首先通过5μm膜过滤以排除大化合物(例如,破碎的细胞膜,基因组DNA),从而使蛋白质通过过滤器,然后再次通过0.22μm膜过滤。这些步骤对协议至关重要,因为它们限制了可能污染样品并干扰下游实验的微生物的存在。

在这项研究中,检测到针对枯草杆菌蛋白酶A的肽酶抑制剂,枯草杆菌蛋白酶A是S8家族枯草杆菌蛋白酶的模型酶。该酶家族的成员广泛分布在生物体中,并具有不同的作用,例如在蛋白质加工,营养和毒力机制2122这支持本研究中观察到的表型效应。例如,在存在粗提取物和澄清提取物以及相对高和低浓度的情况下观察到真菌生长显着减少,这表明抑制活性在测试模型中是稳健的。值得注意的是,当使用读板器测量OD时,提取物的存在导致孔底部的真菌细胞聚集,从而干扰生长测量。通过使用高速振荡培养箱(例如,900 rpm)可以克服这一限制,这将避免细胞聚集。

可能存在其他技术限制,可能会影响预期的表型观察结果。例如,枯草杆菌蛋白酶样肽酶与新甲虫中的黑色素合成和群体感应有关,但任何软体动物的粗提取物或澄清提取物对黑色素的产生没有显着影响161718这可能是由于黑色素和胶囊对外部因子的天然保护作用,这可以防止软体动物提取物影响真菌的细胞内成分。使用有机底物时要考虑的重要因素包括需要将它们溶解在二甲基亚砜(DMSO)中,这可能会在琼脂平板内(如黑色素测定中使用的)中出现溶解度问题。为了克服这个问题,提取物可以沿着琼脂平板的表面铺展,并在将真菌细胞点到平板上之前使其干燥。

先前的工作证明了 C. neoformans 生物膜对两种抗真菌剂的体 敏感性,包括两性霉素B和卡泊芬净;然而,该真菌对氟康唑和伏立康唑23具有抗性。鉴于真菌生物膜在毒力和抗菌素耐药性中的重要性,发现干扰或破坏生物膜形成的新策略将是有价值的。在目前的研究中,来自 羊草 的粗提和澄清提取物损害了具有明显剂量反应行为的隐球菌细胞生物膜的形成。这些结果支持该方法的影响和新颖性。值得注意的是,与澄清提取物相比,使用粗品处理生物膜形成受到更大程度的抑制,这可能是由于澄清过程中抑制性化合物的损失或在测试条件下抑制功能的降低。负责这些抑制作用的蛋白质可能具有高分子量,并且在澄清过程中丢失或在热处理过程中容易降解。这些结果强调了使用粗提取物和澄清提取物来检测抑制功能变化的重要性,因为与抑制剂来源相关的差异可能会影响结果。

总体而言,该协议能够从软体动物中提取化合物并测量针对选定肽酶的推定抑制活性,该肽酶在真菌毒力中的作用已得到证明。在该协议中,评估了提取物的高产量和强肽酶抑制活性及其对C. neoformans生长和生物膜形成的影响。虽然需要进一步的实验,但这些结果强调了软体动物作为针对这种危险真菌病原体的化合物的假定新来源的重要性。此外,虽然该协议侧重于从软体动物中提取抑制剂,但该方法适用于其他无脊椎动物,可用于评估来自不同无脊椎动物的抑制剂对包括真菌和细菌在内的各种微生物的毒力因子产生的影响242526.最终,从天然来源中提取化合物可以增加假定的新型抗菌剂的库,从而提高我们对抗传染病的能力。

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Disclosures

作者声明不存在利益冲突。

Acknowledgments

作者感谢Geddes-McAlister实验室的成员在整个调查过程中的宝贵支持以及他们的手稿反馈。作者感谢安大略省研究生奖学金和国际研究生研究奖 - 圭尔夫大学到D.G.-G.以及加拿大创新基金会(JELF 38798)和安大略省学院和大学部 - J.G.-M.的早期研究员奖的资助。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.2 μm Filters VWR 28145-477 (North America)
1.5 mL Tubes (Safe-Lock) Eppendorf 0030120086
2 mL Tubes (Safe-Lock) Eppendorf 0030120094
3,4-Dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA) Sigma-Aldrich D9628-5G CAS #: 59-92-7
96-well plates Costar (Corning) 3370
Bullet Blender Storm 24 NEXT ADVANCE BBY24M
Centrifuge 5430R Eppendorf 5428000010
Chelex 100 Resin BioRad 142-1253
CO2 Incubator (Static) SANYO Not available
Cryptococcus neoformans H99 ATCC 208821
DIC Microscope Olympus
DIC Microscope software Zeiss
DMEM Corning 10-013-CV
Glucose (D-Glucose, Anhydrous, Reagent Grade) BioShop GLU501 CAS #: 50-99-7
Glycine Fisher Chemical G46-1 CAS #: 56-40-6
GraphPad Prism 9 Dotmatics
Hemocytometer VWR 15170-208
HEPES Sigma Aldrich H3375
Magnesium sulfate heptahydrate (MgSO4.7 H2O) Honeywell M1880-500G CAS #: 10034-99-8 
Peptone BioShop PEP403
Phosohate buffer salt pH 7.4 BioShop PBS408 SKU: PBS408.500
Plate reader (Synergy-H1) BioTek (Agilent) Not available
Potassium phosphate monobasic (KH2PO4) Fisher Chemical P285-500 CAS #: 7778-77-0
Subtilisin A Sigma-Aldrich P4860 CAS #: 9014-01-01
Succinyl-Ala-Ala-Pro-Phe-p-nitroanilide Sigma-Aldrich 573462 CAS #: 70967-97-4
Thermal bath VWR 76308-834
Thiamine Hydrochloride Fisher-Bioreagents BP892-100 CAS #: 67-03-8
Yeast extract BioShop YEX401 CAS #: 8013-01-2
Yeast nitrogen base (with Amino Acids) Sigma-Aldrich Y1250-250G YNB 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Derek, J., Sloan, V. P. Cryptococcal meningitis: Epidemiology and therapeutic options. Clinical Epidemiology. 6, 169-182 (2014).
  2. Rajasingham, R., et al. The global burden of HIV-associated cryptococcal infection in adults in 2020: a modelling analysis. The Lancet Infectious Diseases. , (2022).
  3. Mourad, A., Perfect, J. R. Present and future therapy of Cryptococcus infections. Journal of Fungi. 4 (3), 79 (2018).
  4. Bermas, A., Geddes-McAlister, J. Combatting the evolution of antifungal resistance in Cryptococcus neoformans. Molecular Microbiology. 114 (5), 721-734 (2020).
  5. Geddes-McAlister, J., Shapiro, R. S. New pathogens, new tricks: Emerging, drug-resistant fungal pathogens and future prospects for antifungal therapeutics. Annals of the New York Academy of Sciences. 1435 (1), 57-78 (2019).
  6. Kronstad, J. W., Hu, G., Choi, J. The cAMP/protein kinase A pathway and virulence in Cryptococcus neoformans. Mycobiology. 39 (3), 143-150 (2018).
  7. Olszewski, M. A., et al. Urease expression by Cryptococcus neoformans promotes microvascular sequestration, thereby enhancing central nervous system invasion. The American Journal of Pathology. 164 (5), 1761-1771 (2004).
  8. Shi, M., et al. Real-time imaging of trapping and urease-dependent transmigration of Cryptococcus neoformans in mouse brain. The Journal of Clinical Investigation. 120 (5), 1683-1693 (2010).
  9. Vu, K., et al. Invasion of the central nervous system by Cryptococcus neoformans requires a secreted fungal metalloprotease. mBio. 5 (3), 01101-01114 (2014).
  10. Gutierrez-Gongora, D., Geddes-McAlister, J. From naturally-sourced protease inhibitors to new treatments for fungal infections. Journal of Fungi. 7 (12), 1016 (2021).
  11. Nakao, Y., Fusetani, N. Enzyme inhibitors from marine invertebrates. Journal of Natural Products. 70 (4), 689-710 (2007).
  12. Reytor, M. L., et al. Screening of protease inhibitory activity in extracts of five Ascidian species from Cuban coasts. Biotecnologia Aplicada. 28 (2), 77-82 (2011).
  13. González, L., et al. Screening of protease inhibitory activity in aqueous extracts of marine invertebrates from Cuban coast. American Journal of Analytical Chemistry. 7 (4), 319-331 (2016).
  14. Brown, D. S. Freshwater molluscs. Biogeography and Ecology of Southern Africa. Werger, M. J. A. , Springer. Dordrecht, the Netherlands. 1153-1180 (1978).
  15. Forsyth, R. G., Oldham, M. J. Terrestrial molluscs from the Ontario Far North. Check List. 12 (3), 1-51 (2016).
  16. Eigenheer, R. A., Lee, Y. J., Blumwald, E., Phinney, B. S., Gelli, A. Extracellular glycosylphosphatidylinositol-anchored mannoproteins and proteases of Cryptococcus neoformans. FEMS Yeast Research. 7 (4), 499-510 (2007).
  17. Homer, C. M., et al. Intracellular action of a secreted peptide required for fungal virulence. Cell Host & Microbe. 19 (6), 849-864 (2016).
  18. Clarke, S. C., et al. Integrated activity and genetic profiling of secreted peptidases in Cryptococcus neoformans reveals an aspartyl peptidase required for low pH survival and virulence. PLoS Pathogens. 12 (12), 1006051 (2016).
  19. Copeland, R. A. Evaluation of Enzyme Inhibitors in Drug Discovery: A Guide for Medicinal Chemists and Pharmacologists. , John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, NJ. (2013).
  20. Collins, T. J. ImageJ for microscopy. Biotechniques. 43, 25-30 (2007).
  21. Rawlings, N. D., et al. The MEROPS database of proteolytic enzymes, their substrates and inhibitors in 2017 and a comparison with peptidases in the PANTHER database. Nucleic Acids Research. 46, 624-632 (2018).
  22. Gutierrez-Gongora, D., Geddes-McAlister, J. Peptidases: Promising antifungal targets of the human fungal pathogen, Cryptococcus neoformans. Facets. 7 (1), 319-342 (2022).
  23. Martinez, L. R., Casadevall, A. Susceptibility of Cryptococcus neoformans biofilms to antifungal agents in vitro. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 50 (3), 1021-1033 (2006).
  24. Culp, E., Wright, G. D. Bacterial proteases, untapped antimicrobial drug targets. Journal of Antibiotics. 70 (4), 366-377 (2017).
  25. Ruocco, N., Costantini, S., Palumbo, F., Costantini, M. Marine sponges and bacteria as challenging sources of enzyme inhibitors for pharmacological applications. Mar Drugs. 15 (6), 173 (2017).
  26. Costa, H. P. S., et al. JcTI-I: A novel trypsin inhibitor from Jatropha curcas seed cake with potential for bacterial infection treatment. Frontiers in Microbiology. 5, 5 (2014).

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评估软体动物粗提取物和澄清提取物的假定抗隐球菌特性
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Gutierrez-Gongora, D., Raouf-Alkadhimi, F., Prosser, R. S., Geddes-McAlister, J. Assessing the Putative Anticryptococcal Properties of Crude and Clarified Extracts from Mollusks. J. Vis. Exp. (190), e64540, doi:10.3791/64540 (2022).

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