The Unusual Aggregation and Fusion Activity of the Antimicrobial Peptide W-BP100 in Anionic Vesicles
Ana Rita Ferreira,
Mariana Ferreira,
Cláudia Nunes,
Salette Reis,
Cátia Teixeira,
Paula Gomes,
Paula Gameiro
Affiliations
Ana Rita Ferreira
LAQV/REQUIMTE (Laboratório Associado para a Química Verde—Rede de Química e Tecnologia), Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, s/n, 4169-007 Porto, Portugal
Mariana Ferreira
LAQV/REQUIMTE (Laboratório Associado para a Química Verde—Rede de Química e Tecnologia), Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, s/n, 4169-007 Porto, Portugal
Cláudia Nunes
LAQV/REQUIMTE, Laboratório de Química Aplicada, Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto, Portugal, Rua de Jorge Viterbo Ferreira, 228, 4050-313 Porto, Portugal
Salette Reis
LAQV/REQUIMTE, Laboratório de Química Aplicada, Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto, Portugal, Rua de Jorge Viterbo Ferreira, 228, 4050-313 Porto, Portugal
Cátia Teixeira
LAQV/REQUIMTE (Laboratório Associado para a Química Verde—Rede de Química e Tecnologia), Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, s/n, 4169-007 Porto, Portugal
Paula Gomes
LAQV/REQUIMTE (Laboratório Associado para a Química Verde—Rede de Química e Tecnologia), Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, s/n, 4169-007 Porto, Portugal
Paula Gameiro
LAQV/REQUIMTE (Laboratório Associado para a Química Verde—Rede de Química e Tecnologia), Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre, s/n, 4169-007 Porto, Portugal
Cationic antimicrobial peptides (CAMPs) offer a promising strategy to counteract bacterial resistance, mostly due to their membrane-targeting activity. W-BP100 is a potent broad-spectrum cecropin-melittin CAMP bearing a single N-terminal Trp, which was previously found to improve its antibacterial activity. W-BP100 has high affinity toward anionic membranes, inducing membrane saturation at low peptide-to-lipid (P/L) ratios and membrane permeabilization, with the unique property of promoting the aggregation of anionic vesicles only at specific P/L ratios. Herein, we aimed to investigate this unusual behavior of W-BP100 by studying its aggregation and fusion properties with negatively-charged large (LUVs) or giant (GUVs) unilamellar vesicles using biophysical tools. Circular dichroism (CD) showed that W-BP100 adopted an α-helical conformation in anionic LUVs, neutralizing its surface charge at the aggregation P/L ratio. Its fusion activity, assessed by Förster resonance energy transfer (FRET) using steady-state fluorescence spectroscopy, occurred mainly at the membrane saturation/aggregation P/L ratio. Confocal microscopy studies confirmed that W-BP100 displays aggregation and detergent-like effects at a critical P/L ratio, above which it induces the formation of new lipid aggregates. Our data suggest that W-BP100 promotes the aggregation and fusion of anionic vesicles at specific P/L ratios, being able to reshape the morphology of GUVs into new lipid structures.
