Analysis of the Destabilization of Bacterial Membranes by Quaternary Ammonium Compounds: A Combined Experimental and Computational Study
作者:Saleh Alkhalifa、Megan C. Jennings、Daniele Granata、Michael Klein、William M. Wuest、Kevin P. C. Minbiole、Vincenzo Carnevale
DOI:10.1002/cbic.201900698
日期:2020.5.15
The mechanism of action of quaternary ammonium compound (QAC) antiseptics has long been assumed to be straightforward membrane disruption, although the process of approaching and entering the membrane has little modeling precedent. Furthermore, questions have more recently arisen regarding bacterial resistance mechanisms, and why select classes of QACs (specifically, multicationic QACs) are less prone
长期以来,人们一直认为季铵化合物(QAC)防腐剂的作用机理是直接破坏膜,尽管接近和进入膜的过程几乎没有建模先例。此外,最近出现了有关细菌抗药性机制的问题,以及为什么某些类别的QAC(特别是多阳离子QAC)不易产生抗药性。为了更好地理解这些细微差别,我们使用了一系列分子动力学模拟来帮助识别这些分子决定因素,并在模拟的膜嵌入模型中直接比较了单,双和三阳离子的QAC。模拟了三个不同的膜,它们模拟了大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的表面,以及中性的磷脂质对照。通过以时间序列分析的形式分析所产生的轨迹,收集了有关细菌膜内磷脂双层不稳定的重要步骤和相互作用的见解。最后,为了更具体地探测两亲分子疏水部分可能穿透膜的作用,制备了一系列烷基和酯基双阳离子季铵化合物,测试了其对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌的抗菌活性细菌,并进行建模。