In silico and in vitro characterization of VC15, a short peptide derived from Pin2
Por:
González-Carrera Z., Morales-Martínez A., Bertrand B., Arenas I., Morales-Aguilar M., Hernández-Adame P.L., Muñoz-Garay C., Juárez-López D., Schcolnik-Cabrera A., Cardoso-Taketa A., Corzo G., Villegas E.
Publicada:
1 ene 2026
Resumen:
Copyright © 2024. Published by Elsevier Inc.Antimicrobial peptides (AMPs) are promising alternatives to conventional antibiotics, although their clinical application is often limited by cytotoxicity and poor selectivity. Here, we investigated the mechanism of action and biological activity of VC15, a short peptide derived from Pin2, combining molecular dynamics simulations with experimental assays. Simulations in bacterial (POPC:POPG) and mammalian (POPC:cholesterol) membrane models revealed that both peptides predominantly adopt a surface-bound state. Aromatic residues, particularly phenylalanine and tryptophan, play a central role in membrane anchoring. In bacterial membranes, both peptides preferentially adopt horizontal orientations and interact strongly with anionic lipids, promoting local membrane perturbation. In contrast, VC15 shows reduced penetration depth, fewer hydrophobic contacts, and lower membrane deformation compared to Pin2, especially in mammalian membranes. Consistently, liposome leakage assays showed that VC15 exhibits lower membrane-disruptive activity (EC50 ' 8 µM) than Pin2 (0.035 µM). VC15 displayed selective antibacterial activity against Streptococcus agalactiae (MIC = 6.25 µM), but reduced activity against Escherichia coli (MIC '50 µM), whereas Pin2 showed similar activity against both strains (MIC = 12.5 µM). Additionally, VC15 exhibited reduced hemolytic activity and lower cytotoxicity in keratinocyte and fibroblast cell lines. Overall, VC15 retains antibacterial activity while minimizing membrane disruption in mammalian systems, highlighting its potential as a selective antimicrobial candidate with an improved safety profile.
Filiaciones:
González-Carrera Z.:
Laboratorio de Estructura Función e Ingeniería de Proteínas, Centro de Investigación en Biotecnología. Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Av. Universidad 1001, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Morales-Martínez A.:
Laboratorio de Estructura Función e Ingeniería de Proteínas, Centro de Investigación en Biotecnología. Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Av. Universidad 1001, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Bertrand B.:
Instituto de Ciencias Físicas. Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Universidad, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Arenas I.:
Departamento de Medicina Molecular y Bioprocesos, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Universidad 2001, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Morales-Aguilar M.:
Laboratorio de Biotecnología en plantas medicinales. Centro de Investigación en Biotecnología. Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Ave. Universidad 1001, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Hernández-Adame P.L.:
Instituto de Ciencias Físicas. Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Universidad, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Muñoz-Garay C.:
Instituto de Ciencias Físicas. Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Universidad, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Juárez-López D.:
Instituto de Investigaciones Biomédicas, Posgrado en Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Autónoma de México. Circuito, Mario de La Cueva, C.U., Coyoacán, 04510 Ciudad de, CDMX, Mexico
Schcolnik-Cabrera A.:
Department of Medical Microbiology & Immunology, Faculty of Medicine and Dentistry, University of Alberta, Edmonton, AB, Canada
Cardoso-Taketa A.:
Laboratorio de Biotecnología en plantas medicinales. Centro de Investigación en Biotecnología. Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Ave. Universidad 1001, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Corzo G.:
Departamento de Medicina Molecular y Bioprocesos, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México. Av. Universidad 2001, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Villegas E.:
Laboratorio de Estructura Función e Ingeniería de Proteínas, Centro de Investigación en Biotecnología. Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Av. Universidad 1001, C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, Mexico
Green Accepted
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