本文選題：抗菌肽 + 綴合物　； 參考：《中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院》2017年博士論文

【摘要】：由細菌、病毒、寄生蟲等病原微生物引起的感染性疾病嚴重威脅人類的生命健康。其中,以細菌性感染最為常見。雖然現(xiàn)有抗生素可有效控制與治療細菌的感染,但由于不合理使用,甚至濫用,導致細菌對抗生素產生耐藥性。尤其是多重耐藥菌的出現(xiàn),使得細菌耐藥性問題日益嚴峻。近年來,抗菌肽(Antimicrobial Peptides,AMPs)因其廣譜抗菌活性、快速殺菌效應及特有的抗菌機制引起國內外研究者們的廣泛關注。與傳統(tǒng)抗生素不同,抗菌肽的抗菌活性主要依賴于與細菌細胞膜的相互作用,這一特有的抗菌機制使其具有不易產生耐藥性等諸多優(yōu)勢。研究表明,抗菌肽既可單獨作為抗菌藥物,也可與常規(guī)抗生素聯(lián)合使用發(fā)揮協(xié)同效應。雖然抗菌肽具有替代傳統(tǒng)抗生素的潛力,但代謝穩(wěn)定性差及體內潛在的毒性阻礙了其進一步的研究與開發(fā)。因此,設計新型抗菌肽及其類似物以克服現(xiàn)有抗菌肽所存在的缺陷與不足具有重要的現(xiàn)實意義。圍繞著如何設計具有全新結構的抗菌肽及其類似物,本論文開展了如下研究工作:1.基于活性苷元與多聚精氨酸綴合的新型抗菌肽類似物的設計研究表明,抗菌肽的陽離子性與兩親性結構特性是其發(fā)揮抗菌活性的關鍵因素。其中,陽離子性促使抗菌肽通過靜電作用識別并附著于細菌細胞;兩親性結構則能使得抗菌肽自聚形成構象簇后與細菌細胞膜作用,通過破壞細菌細胞膜的完整性,導致細菌死亡。五環(huán)三萜類化合物是在自然界中廣泛存在的天然次級代謝產物,具有抗菌、抗病毒、抗炎等多種藥理作用及生物學活性。然而,由于其剛性骨架與疏水性結構引起的生物利用度低等缺陷導致五環(huán)三萜類化合物在臨床應用方面受到嚴重制約。多聚精氨酸(Rn, n為精氨酸個數(shù))是一類親水性陽離子短肽,被證實與細菌細胞膜具有高親和力,同時體現(xiàn)了一定的體外抗菌活性。在本研究中,我們將疏水性五環(huán)三萜活性苷元與親水性陽離子多聚精氨酸共價綴合,使其具有抗菌肽發(fā)揮活性所需的陽離子性與兩親性結構特性,同時通過二者的綴合釋放出各自潛在的抗菌活性。體外抗菌活性結果表明,當把五環(huán)三萜苷元與多聚精氨酸綴合后,其抗革蘭氏陽性菌活性較單獨苷元或多聚精氨酸有了顯著的提高,說明五環(huán)三萜苷元與多聚精氨酸之間產生了明顯的協(xié)同作用。此外,除了苷元與精氨酸的綴合物之外,其余綴合物對于金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus, aureus)和枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis,B.subtilis)兩種革蘭氏陽性菌均體現(xiàn)了良好的抗菌活性,其MIC值均低于10μM(1.8-8.6μM),與陽性對照培西加南相當。其中,樺木酸(betulinic acid, BA)與R3的綴合物(BAc-R3)具有低溶血性(HC50=215 μM)與高治療指數(shù)(TI=125),且血漿穩(wěn)定性明顯優(yōu)于培西加南。作用機制研究結果表明,BAc-R3通過破壞細菌細胞膜完整性發(fā)揮抗菌效應。2.基于多肽裝訂策略的新型抗菌肽的設計CATH-2是來源于雞骨髓細胞的新型內源性抗菌肽,具有抗多種病原菌活性及免疫調節(jié)功能。研究顯示,CATH-2是由一個含有脯氨酸的鉸鏈區(qū)相連的兩個α-螺旋構成。其中,包含N端兩親性α-螺旋與鉸鏈區(qū)域的前15個氨基酸序列(C1-15)為活性必需片段。隨后,E. M. Molhoek等將C1-15的2、5、12位氨基酸殘基替換為疏水性色氨酸,得到抗菌活性與脂多糖中和活性均顯著提高的衍生物F2,5,12W。雖然F2,5,12W較C1-15具有一定的優(yōu)勢,但仍存在易被酶降解、生物利用度低等問題。多肽裝訂策略是近年來研究者們常采取的多肽修飾策略之一,主要指通過共價鍵將柔性的多肽分子固定為穩(wěn)定的α-螺旋結構以模擬其在天然蛋白—蛋白作用下的狀態(tài)的方法。一方面,通過裝訂策略可以穩(wěn)定多肽高級結構,增加多肽與特異性靶標的選擇性,進而提高多肽生物活性;另一方面,利用裝訂策略對多肽進行構象限制,可以減少蛋白酶對多肽酶切位點的識別,從而改善多肽代謝性質。本研究中,我們以文獻報道的F2,5,12W為先導化合物,針對其易被酶降解的問題,利用多肽裝訂策略,穩(wěn)定F2,5,12W兩親性α-螺旋構象,使其保持高抗菌活性的同時改善酶解穩(wěn)定性。同時探討不同裝訂方法、不同修飾位點對于F2,5,12W抗菌活性、溶血性與血漿穩(wěn)定性的影響。我們選用S-烷基化裝訂、烯烴裝訂與三氮唑裝訂等三種裝訂方法合成得到了一系列以F2,5,12W為先導肽的裝訂肽。體外抗菌活性評價結果顯示,采用烯烴裝訂與以間二溴芐為交聯(lián)劑的S-烷基化裝訂的裝訂肽均保持了與先導肽相當?shù)目咕钚?MIC=0.9-7.1μM)。其中,F2,5,12W-2,6A*-st較先導肽顯著改善了血漿穩(wěn)定性,同時其抗菌活性較先導肽提高了兩倍(MIC=0.9-3.6μM)。綜上所述,本論文共設計、合成了 30個具有陽離子性、兩親性結構特性的苷元—多聚精氨酸綴合物以及16個以F2,5,12W為先導肽的裝訂肽,并對其抗菌活性、溶血性、血漿穩(wěn)定性進行了評價,同時探討了初步的作用機制。本論文的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下兩個方面:(1)疏水性五環(huán)三萜苷元與陽離子多聚精氨酸的共價綴合,可形成具有抗菌肽發(fā)揮活性所需的陽離子性、兩親性結構。同時,二者的結合可釋放出各自潛在的抗菌活性。這種苷元-陽離子多聚精氨酸綴合物的設計為新型抗菌先導物的發(fā)現(xiàn)與研究提供了一種全新的結構模式。(2)通過多肽裝訂策略對先導抗菌肽進行構象限制的方法,篩選得到抗菌活性保持、血漿穩(wěn)定性顯著提高的具有裝訂結構的新型抗菌肽。
[Abstract]:In recent years , the antibacterial activity of antibacterial peptide ( AMPs ) is a key factor which can not easily produce drug resistance . In this study , we use the binding strategy to stabilize the high - level structure of the polypeptide , increase the selectivity of the polypeptide to the specific target , and improve the stability of the polypeptide .

【學位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R91;R96

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 高帥;郭葉;李海燕;方葛敏;;訂書肽的合成與應用[J];化學進展;2014年01期

，

本文編號：1765973