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Unveiling novel scallop-derived antimicrobial peptides targeting host-associated vibrios for sustainable pathogen control in aquaculture
Indexado
WoS WOS:001259592300001
Scopus SCOPUS_ID:85196382591
DOI 10.1016/J.AQUACULTURE.2024.741238
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Scallop aquaculture is threatened by Vibrio bacteria-induced larval mortality, needing the development of sustainable pathogen control strategies. This study investigates the potential of host-derived antimicrobial peptides (AMPs) as eco-friendly alternatives for pathogen control in aquaculture. Exploiting the scallop transcriptome, we identified sequences sharing common AMP features and designed a de novo peptide named helixidin, a 40-amino acid peptide with a net charge of +11 and a pI of 11.52. In addition, we designed an analog, N -ter Ap BD Q13R, based on the hydrophobic domain of the scallop big defensin Ap BD, with a glutamine-to-arginine substitution at position 13. N -ter Ap BD Q13R is a 35-residue peptide with a net charge of +4 and a pI of 11.55. The synthetic peptides helixidin and N -ter Ap BD Q13R adopted an alpha-helix secondary structure with an amphiphilic distribution of amino acid residues. Circular dichroism assays confirmed their structural stability across varying pH, osmolarity, and temperature conditions. Moreover, these peptides displayed potent broad-spectrum antibacterial activity, in the case of helixidin causing cell wall and membrane disruption of Gram -positive and Gram -negative bacteria, respectively. On the other hand, N -ter Ap BD Q13R showed a possible penetrating action on bacterial cells, with formation of nanonets-like structures against the scallop pathogen Vibrio bivalvicida VPAP30. Notably, both peptides exhibited selective activities against Vibrio strains isolated from healthy scallop larvae and specific bivalve pathogenic Vibrio , underscoring their potential for targeting host -associated vibrios. Biosafety tests showed that both peptides are harmless to A. purpuratus larvae. In conclusion, helixidin and N -ter Ap BD Q13R represent novel cationic AMPs with different mechanisms of action against host -associated vibrios, offering promising prospects for sustainable pathogen control in scallop aquaculture.

Revista



Revista ISSN
Aquaculture 0044-8486

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Disciplinas de Investigación



WOS
Fisheries
Marine & Freshwater Biology
Scopus
Aquatic Science
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Revilla, Jormil - Universidad Católica del Norte - Chile
Facultad de Ciencias del Mar - Chile
2 Stambuk Opazo, Felipe Hombre Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile
3 Hurtado, Luz - Universidad Católica del Norte - Chile
4 ROJAS-CARRASCO, RODRIGO ALEJANDRO Hombre Universidad Católica del Norte - Chile
5 Aróstica, Mónica Mujer Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile
6 GUZMAN-QUIMBAYO, FANNY Mujer Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile
7 CARDENAS-CARVAJAL, CONSTANZA Mujer Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile
8 ALVAREZ-ALVAREZ, CLAUDIO ANDRES Hombre Universidad Católica del Norte - Chile
Centro de Estudios Avanzados en Zonas Aridas - Chile
9 BROKORDT-GUZMAN, KATHERINA BERNARDINE Mujer Universidad Católica del Norte - Chile
Centro de Estudios Avanzados en Zonas Aridas - Chile
10 Schmitt, Paulina - Pontificia Universidad Católica de Valparaíso - Chile

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Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Chilean National Fund for Scientific and Technological Development
Beca Doctorado ANID

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Agradecimientos



Agradecimiento
This study was supported by the Chilean National Fund for Scientific and Technological Development, FONDECYT 1200129 and FONDECYT 1170118. J.R. was supported by Beca Doctorado ANID 21212248.
This study was supported by the Chilean National Fund for Scientific and Technological Development , FONDECYT 1200129 and FONDECYT 1170118 . J.R. was supported by Beca Doctorado ANID 21212248 .

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