Antibacterial and cell penetrating effects of LFcin17-30, LFampin265-284, and LF chimera on enteroaggregative Escherichia coli¹.

Lactoferrin (LF) is a protein with antimicrobial activity, which is conferred in part by 2 regions contained in its N-terminal lobe. These regions have been used to develop the following synthetic peptides: lactoferricin17-30, lactoferrampin265-284, and LF chimera (a fusion of lactoferricin17-30 and lactoferrampin265-284). We have reported that these LF peptides have antibacterial activity against several pathogenic bacteria; however, the exact mechanism of action has not been established. Here, we report the effects of LF peptides on the viability of enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) and the ability of these peptides to penetrate into the bacteria cytoplasm. The viability of EAEC treated with LF peptides was determined via enumeration of colony-forming units, and the binding and internalization of the LF peptides was followed via immunogold labeling and electron microscopy. Treatment of EAEC with 20 and 40 μmol/L LF peptides reduced bacterial growth compared with untreated bacteria. Initially the peptides associated with the plasma membrane, but after 5 to 30 min of incubation, the peptides were found in the cytoplasm. Remarkably, bacteria treated with LF chimera developed cytosolic electron-dense structures that contained the antimicrobial peptide. Our results suggest that the antibacterial mechanism of LF peptides on EAEC involves their interaction with and penetration into the bacteria. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

La lactoferrine est une protéine qui possède une activité antimicrobienne qui lui est conférée en partie par deux régions comprises dans son lobe N-terminal. Ces régions ont été utilisées pour développer les peptides synthétiques suivants : lactoferricine17-30, lactoferrampine265-284 et la chimère LF (une fusion de la lactoferricine17-30 et de la lactoferrampine265-284). Les auteurs ont rapporté que ces peptides LF possèdent une activité antibactérienne envers plusieurs bactéries pathogènes ; toutefois, le mécanisme exact de leur action n'a pas été établi. Les auteurs rapportent ici les effets des peptides LF sur la viabilité d' Escherichia coli entéro-agrégatif (EAEC) et sur la capacité de ces peptides de pénétrer à l'intérieur du cytoplasme des bactéries. La viabilité des EAEC traités avec les peptides LF a été déterminée par la numération d'unités de formation de colonies, et la liaison et l'internalisation des peptides LF ont été suivies par immunomarquage à l'or colloïdal et par microscopie électronique. Le traitement des EAEC avec 20 et 40 μmol/L de peptides LF réduisait la croissance bactérienne comparativement aux bactéries non traitées. Au départ, les peptides s'associaient à la membrane plasmique, mais après 5 à 30 minutes d'incubation, les peptides se trouvaient dans le cytoplasme. Fait remarquable, les bactéries traitées avec la chimère LF développaient des structures cytosoliques denses en microscopie électronique qui contenaient le peptide antimicrobien. Les résultats des auteurs suggèrent que le mécanisme antibactérien des peptides LF sur les EAEC implique leur interaction et leur pénétration à l'intérieur des bactéries. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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