Abstract

Anthrax is an infectious disease caused by Bacillus anthracis, a bioterrorism agent that develops resistance to clinically used antibiotics. Therefore, alternative mechanisms of action remain a challenge. Herein, we disclose deoxy glycosides responsible for specific carbohydrate-phospholipid interactions, causing phosphatidylethanolamine lamellar-to-inverted hexagonal phase transition and acting over B. anthracis and Bacillus cereus as potent and selective bactericides. Biological studies of the synthesized compound series differing in the anomeric atom, glycone configuration and deoxygenation pattern show that the latter is indeed a key modulator of efficacy and selectivity. Biomolecular simulations show no tendency to pore formation, whereas differential metabolomics and genomics rule out proteins as targets. Complete bacteria cell death in 10 min and cellular envelope disruption corroborate an effect over lipid polymorphism. Biophysical approaches show monolayer and bilayer reorganization with fast and high permeabilizing activity toward phosphatidylethanolamine membranes. Absence of bacterial resistance further supports this mechanism, triggering innovation on membrane-targeting antimicrobials.

Details

Title
Sugar-based bactericides targeting phosphatidylethanolamine-enriched membranes
Author
Dias, Catarina 1 ; Pais, João P 2 ; Nunes, Rafael 2   VIAFID ORCID Logo  ; Blázquez-Sánchez, Maria-Teresa 1 ; Marquês, Joaquim T 1 ; Almeida, Andreia F 3   VIAFID ORCID Logo  ; Serra, Patrícia 3 ; Xavier, Nuno M 1 ; Vila-Viçosa, Diogo 4 ; Machuqueiro, Miguel 4   VIAFID ORCID Logo  ; Viana, Ana S 1 ; Martins, Alice 1 ; Santos, Maria S 1 ; Pelerito, Ana 5 ; Dias, Ricardo 6 ; Tenreiro, Rogério 6 ; Oliveira, Maria C 7 ; Contino, Marialessandra 8 ; Colabufo, Nicola A 9 ; Rodrigo F M de Almeida 1 ; Rauter, Amélia P 1   VIAFID ORCID Logo 

 Centro de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal; Centro de Química Estrutural, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal 
 Centro de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal; Centro de Química Estrutural, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal; Biosystems and Integrative Sciences Institute, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal 
 Centro de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal 
 Centro de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal; Biosystems and Integrative Sciences Institute, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal 
 Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, Lisboa, Portugal 
 Biosystems and Integrative Sciences Institute, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal 
 Centro de Química Estrutural, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal 
 Dipartimento di Farmacia-Scienze del Farmaco, Università degli Studi di Bari, Bari, Italy 
 Dipartimento di Farmacia-Scienze del Farmaco, Università degli Studi di Bari, Bari, Italy; Biofordrug/Università degli Studi di Bari, Bari, Italy 
Pages
1-12
Publication year
2018
Publication date
Nov 2018
Publisher
Nature Publishing Group
e-ISSN
20411723
Source type
Scholarly Journal
Language of publication
English
ProQuest document ID
2135624339
Copyright
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