Selective Interaction of Colistin with Lipid Model Membranes

Although colistin's clinical use is limited due to its nephrotoxicity, colistin is considered to be an antibiotic of last resort because it is used to treat patients infected with multidrug-resistant bacteria. In an effort to provide molecular details about colistin's ability to kill Gram-negative (G(−)) but not Gram-positive (G(+)) bacteria, we investigated the biophysics of the interaction between colistin and lipid mixtures mimicking the cytoplasmic membrane of G(+), G(−) bacteria as well as eukaryotic cells. Two different models of the G(−) outer membrane (OM) were assayed: lipid A with two deoxy-manno-octulosonyl sugar residues, and Escherichia coli lipopolysaccharide mixed with dilaurylphosphatidylglycerol. We used circular dichroism and x-ray diffuse scattering at low and wide angle in stacked multilayered samples, and neutron reflectivity of single, tethered bilayers mixed with colistin. We found no differences in secondary structure when colistin was bound to G(−) versus G(+) membrane mimics, ruling out a protein conformational change as the cause of this difference. However, bending modulus KC perturbation was quite irregular for the G(−) inner membrane, where colistin produced a softening of the membranes at an intermediate lipid/peptide molar ratio but stiffening at lower and higher peptide concentrations, whereas in G(+) and eukaryotic mimics there was only a slight softening. Acyl chain order in G(−) was perturbed similarly to KC. In G(+), there was only a slight softening and disordering effect, whereas in OM mimics, there was a slight stiffening and ordering of both membranes with increasing colistin. X-ray and neutron reflectivity structural results reveal colistin partitions deepest to reach the hydrocarbon interior in G(−) membranes, but remains in the headgroup region in G(+), OM, and eukaryotic mimics. It is possible that domain formation is responsible for the erratic response of G(−) inner membranes to colistin and for its deeper penetration, which could increase membrane permeability.Fil: Dupuy, Fernando Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; Argentina. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Pagano, Isabella. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Andenoro, Kathryn. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Peralta, Maria Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Salud. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Salud; Argentina. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Elhady, Yasmene. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Heinrich, Frank. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Tristram-nagle, Stephanie. University of Carnegie Mellon; Estados Unido

Koordiniertes Forschungsdatenmanagement in Baden-Württemberg: Die Projekte bwFDM-Info und bw2FDM

Das Poster stellt die Tätigkeiten und Entwicklung der baden-württembergischen Landesprojekte bwFDM-Info I und II vor sowie die Pläne für das künftige Projekt bw2FDM. Ziel des Projekts bwFDM-Info I war es, freies Material zum Forschungsdatenmanagement für Forschende auf einem Informationsportal zur Verfügung zu stellen. Sie sollten sich auf forschungsdaten.info über Forschungsdatenmanagement informieren und an Best Practices orientieren können. Das Angebot stützte sich dabei auf den im Landesprojekt bwFDM-Communities identifizierten Bedarfen. Im Nachfolgeprojekt bwFDM-Info II verschob sich der Fokus hin zum Bekanntmachen der Plattform und Etablieren ihres nachhaltigen Betriebs. Die Universitäten Heidelberg, Hohenheim, Konstanz, Tübingen und das Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) vereinbarten, den langfristigen Betrieb der Plattform sicherzustellen. Im Rahmen eines Beteiligungsmodells konnten weitere institutionelle und individuelle Partner aus Hessen, Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, Thüringen und Sachsen gewonnen werden, die die Plattform inhaltlich und strukturell weiter ausgebaut haben. Daneben haben die Projektpartner eine Instanz des DMP-Tools Research Data Management Organiser (RDMO) eingerichtet und auf der Webseite integriert. Vernetzung und Outreach waren weitere wichtige Themen von bwFDM-Info I und II. Mit dem Arbeitskreis der Forschungsdatenverantwortlichen aller Universitäten im Land (AK FDM) wurde ein Gremium etabliert, in dem sich die Beteiligten regelmäßig über ihre jeweiligen FDM-Aktivitäten austauschen und offene Fragen klären. Die E-Science-Tage 2017 in Heidelberg haben als erfolgreiche Fachkonferenz maßgebliche FDM-Akteure bundesweit zusammengebracht. Mit der Koordination der baden-württembergischen E-Science-Projekte aus den Bereichen Forschungsdatenmanagement und Virtuelle Forschungsumgebungen hat das Projekt bwFDM-Info deren Austausch gefördert und Synergien in der Entwicklung geweckt. Dieses erfolgreiche Konzept soll 2019 bis 2023 mit dem neuen Projekt bw2FDM weiterentwickelt werden. Ein Hauptziel ist es, die Aufbauaktivitäten der baden-württembergischen Science Data Centers (SDC) koordinierend zu begleiten, deren Vernetzung untereinander zu intensivieren und ihre Sichtbarkeit für die Forschungscommunities im In- und Ausland zu steigern. Damit soll auch die Nachnutzung der von den SDCs entwickelten Produkten für die Forschungscommunity ermöglicht werden. Die Weiterentwicklung des Info-Portals sowie die Fortführung der Konferenzreihe „E-Science-Tage“ werden Fachkompetenzen zum Forschungsdatenmanagement auf nationaler Ebene weiter bündeln. Die Projekte zum Forschungsdatenmanagement bwFDM-Info I und II sowie bw2FDM wurden bzw. werden gefördert vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

Koordiniertes Forschungsdatenmanagement in Baden-Württemberg: Die Projekte bwFDM-Info und bw2FDM

Das Poster stellt die Tätigkeiten und Entwicklung der baden-württembergischen Landesprojekte bwFDM-Info I und II vor sowie die Pläne für das künftige Projekt bw2FDM. Ziel des Projekts bwFDM-Info I war es, freies Material zum Forschungsdatenmanagement für Forschende auf einem Informationsportal zur Verfügung zu stellen. Sie sollten sich auf forschungsdaten.info über Forschungsdatenmanagement informieren und an Best Practices orientieren können. Das Angebot stützte sich dabei auf den im Landesprojekt bwFDM-Communities identifizierten Bedarfen. Im Nachfolgeprojekt bwFDM-Info II verschob sich der Fokus hin zum Bekanntmachen der Plattform und Etablieren ihres nachhaltigen Betriebs. Die Universitäten Heidelberg, Hohenheim, Konstanz, Tübingen und das Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) vereinbarten, den langfristigen Betrieb der Plattform sicherzustellen. Im Rahmen eines Beteiligungsmodells konnten weitere institutionelle und individuelle Partner aus Hessen, Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, Thüringen und Sachsen gewonnen werden, die die Plattform inhaltlich und strukturell weiter ausgebaut haben. Daneben haben die Projektpartner eine Instanz des DMP-Tools Research Data Management Organiser (RDMO) eingerichtet und auf der Webseite integriert. Vernetzung und Outreach waren weitere wichtige Themen von bwFDM-Info I und II. Mit dem Arbeitskreis der Forschungsdatenverantwortlichen aller Universitäten im Land (AK FDM) wurde ein Gremium etabliert, in dem sich die Beteiligten regelmäßig über ihre jeweiligen FDM-Aktivitäten austauschen und offene Fragen klären. Die E-Science-Tage 2017 in Heidelberg haben als erfolgreiche Fachkonferenz maßgebliche FDM-Akteure bundesweit zusammengebracht. Mit der Koordination der baden-württembergischen E-Science-Projekte aus den Bereichen Forschungsdatenmanagement und Virtuelle Forschungsumgebungen hat das Projekt bwFDM-Info deren Austausch gefördert und Synergien in der Entwicklung geweckt. Dieses erfolgreiche Konzept soll 2019 bis 2023 mit dem neuen Projekt bw2FDM weiterentwickelt werden. Ein Hauptziel ist es, die Aufbauaktivitäten der baden-württembergischen Science Data Centers (SDC) koordinierend zu begleiten, deren Vernetzung untereinander zu intensivieren und ihre Sichtbarkeit für die Forschungscommunities im In- und Ausland zu steigern. Damit soll auch die Nachnutzung der von den SDCs entwickelten Produkten für die Forschungscommunity ermöglicht werden. Die Weiterentwicklung des Info-Portals sowie die Fortführung der Konferenzreihe „E-Science-Tage“ werden Fachkompetenzen zum Forschungsdatenmanagement auf nationaler Ebene weiter bündeln. Die Projekte zum Forschungsdatenmanagement bwFDM-Info I und II sowie bw2FDM wurden bzw. werden gefördert vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

Koordiniertes Forschungsdatenmanagement in Baden-Württemberg: Die Projekte bwFDM-Info und bw2FDM

Das Poster stellt die Tätigkeiten und Entwicklung der baden-württembergischen Landesprojekte bwFDM-Info I und II vor sowie die Pläne für das künftige Projekt bw2FDM. Ziel des Projekts bwFDM-Info I war es, freies Material zum Forschungsdatenmanagement für Forschende auf einem Informationsportal zur Verfügung zu stellen. Sie sollten sich auf forschungsdaten.info über Forschungsdatenmanagement informieren und an Best Practices orientieren können. Das Angebot stützte sich dabei auf den im Landesprojekt bwFDM-Communities identifizierten Bedarfen. Im Nachfolgeprojekt bwFDM-Info II verschob sich der Fokus hin zum Bekanntmachen der Plattform und Etablieren ihres nachhaltigen Betriebs. Die Universitäten Heidelberg, Hohenheim, Konstanz, Tübingen und das Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) vereinbarten, den langfristigen Betrieb der Plattform sicherzustellen. Im Rahmen eines Beteiligungsmodells konnten weitere institutionelle und individuelle Partner aus Hessen, Nordrhein-Westfalen, Niedersachsen, Thüringen und Sachsen gewonnen werden, die die Plattform inhaltlich und strukturell weiter ausgebaut haben. Daneben haben die Projektpartner eine Instanz des DMP-Tools Research Data Management Organiser (RDMO) eingerichtet und auf der Webseite integriert. Vernetzung und Outreach waren weitere wichtige Themen von bwFDM-Info I und II. Mit dem Arbeitskreis der Forschungsdatenverantwortlichen aller Universitäten im Land (AK FDM) wurde ein Gremium etabliert, in dem sich die Beteiligten regelmäßig über ihre jeweiligen FDM-Aktivitäten austauschen und offene Fragen klären. Die E-Science-Tage 2017 in Heidelberg haben als erfolgreiche Fachkonferenz maßgebliche FDM-Akteure bundesweit zusammengebracht. Mit der Koordination der baden-württembergischen E-Science-Projekte aus den Bereichen Forschungsdatenmanagement und Virtuelle Forschungsumgebungen hat das Projekt bwFDM-Info deren Austausch gefördert und Synergien in der Entwicklung geweckt. Dieses erfolgreiche Konzept soll 2019 bis 2023 mit dem neuen Projekt bw2FDM weiterentwickelt werden. Ein Hauptziel ist es, die Aufbauaktivitäten der baden-württembergischen Science Data Centers (SDC) koordinierend zu begleiten, deren Vernetzung untereinander zu intensivieren und ihre Sichtbarkeit für die Forschungscommunities im In- und Ausland zu steigern. Damit soll auch die Nachnutzung der von den SDCs entwickelten Produkten für die Forschungscommunity ermöglicht werden. Die Weiterentwicklung des Info-Portals sowie die Fortführung der Konferenzreihe „E-Science-Tage“ werden Fachkompetenzen zum Forschungsdatenmanagement auf nationaler Ebene weiter bündeln. Die Projekte zum Forschungsdatenmanagement bwFDM-Info I und II sowie bw2FDM wurden bzw. werden gefördert vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg

Synergistic Biophysical Techniques Reveal Structural Mechanisms of Engineered Cationic Antimicrobial Peptides in Lipid Model Membranes

In the quest for new antibiotics, two novel engineered cationic antimicrobial peptides (eCAPs) have been rationally designed. WLBU2 and D8 (all 8 valines are the d-enantiomer) efficiently kill both Gram-negative and -positive bacteria, but WLBU2 is toxic and D8 nontoxic to eukaryotic cells. We explore protein secondary structure, location of peptides in six lipid model membranes, changes in membrane structure and pore evidence. We suggest that protein secondary structure is not a critical determinant of bactericidal activity, but that membrane thinning and dual location of WLBU2 and D8 in the membrane headgroup and hydrocarbon region may be important. While neither peptide thins the Gram-negative lipopolysaccharide outer membrane model, both locate deep into its hydrocarbon region where they are primed for self-promoted uptake into the periplasm. The partially α-helical secondary structure of WLBU2 in a red blood cell (RBC) membrane model containing 50 % cholesterol, could play a role in destabilizing this RBC membrane model causing pore formation that is not observed with the D8 random coil, which correlates with RBC hemolysis caused by WLBU2 but not by D8.Fil: Heinrich, Frank. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Salyapongse, Aria. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Kumagai, Akari. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Dupuy, Fernando Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Shukla, Karpur. University of Carnegie Mellon; Estados UnidosFil: Penk, Anja. Universitat Leipzig; AlemaniaFil: Huster, Daniel. Universitat Leipzig; AlemaniaFil: Ernst, Robert K.. University of Maryland; Estados UnidosFil: Pavlova, Anna. Georgia Institute Of Techology. School Of Chemical & Biomolecular Engineering; Estados UnidosFil: Gumbart, James C.. Georgia Institute Of Techology. School Of Chemical & Biomolecular Engineering; Estados UnidosFil: Deslouches, Berthony. University of Pittsburgh; Estados UnidosFil: Di, Y. Peter. University of Pittsburgh; Estados UnidosFil: Tristram-Nagle, Stephanie. University of Carnegie Mellon; Estados Unido