Antimicrobial peptides

Abstract

Antimicrobial peptides (AMPs), including antifungal peptides (AFPs), represent an an- cient component of innate immunity and are explored as an alternative to conventional antibiotic treatment in the era of multidrug resistance (MDR). This thesis reviews the ma- jor structural classes of AMPs and discusses the relationship between the secondary struc- ture and activity, selectivity, and stability. The main mechanistic models of membrane disruption and permeabilization are summarised and contrasted with non-lytic modes of action such as intracellular targeting, interference with cell-wall biosynthesis, and induc- tion of oxidative stress. The selectivity of AMPs toward different cell membranes and the reasons behind it are also discussed. Finally, the thesis outlines current limitations for therapeutic translation (toxicity, proteolysis, and resistance) and summarises design strategies to improve performance, including sequence engineering, cyclization, and for- mulation approaches. Keywords Antimicrobial peptides, AMP, antifungal peptides, secondary structure of antimicrobial peptides, mechanism of action of antimicrobial peptides

Antimikrobiální peptidy (AMPs), včetně antifungálních peptidů (AFPs), představují starobylou složku vrozené imunity a jsou zkoumány jako alternativa ke konvenční an- tibiotické léčbě v éře multilékové rezistence (MDR). Tato práce podává přehled hlavních strukturních tříd AMP a zabývá se vztahem sekundární struktury k jejich aktivitě, selek- tivitě a stabilitě. Jsou zde shrnuty hlavní mechanistické modely narušení a permeabilizace cílové membrány a porovnány s nelytickými mechanismy účinku, jako je intracelulární cílení, interference s biosyntézou buněčné stěny a indukce oxidačního stresu. Disku- tována je rovněž selektivita AMP vůči různým buněčným membránám a její příčiny. Závěrem práce nastiňuje současná omezení pro terapeutické využití (toxicita, proteolýza, a rezistence) a shrnuje strategie designu pro zlepšení jejich vlastností, včetně inženýrství sekvencí, cyklizace a formulačních přístupů. Klíčová slova Antimikrobiální peptidy, AMP, antifungální peptidy, sekundární struktura antimikrobiál- ních peptidů, mechanismus účinku antimikrobiálních peptidů