【摘要】：細菌耐藥是一個日益嚴重的公共衛(wèi)生問題,已被越來越多的政府和相關部門所關注,并影響著現(xiàn)代醫(yī)學的成就。然而至今尚未開發(fā)出足夠的藥物解決這一問題,因此迫切需要研發(fā)新的抗菌藥物用于控制難治性感染。革蘭陽性的金黃色葡萄球菌和革蘭陰性的大腸埃希菌、銅綠假單胞菌、鮑曼不動桿菌為目前導致院內(nèi)感染的最常見細菌�？咕臑橐活愲p親性陽離子多肽,是宿主先天防御至關重要的組成部分,具有廣譜的抗微生物活性。絕大多數(shù)抗菌肽通過獨特的胞膜損傷機制來殺死細菌,這一作用方式不同于目前臨床使用的抗生素,病原菌很難通過改變細胞膜成分而產(chǎn)生對抗菌肽的耐藥性,因而抗菌肽在治療耐藥菌引起的感染方面顯示出良好的應用前景,近年受到廣泛關注,成為新型抗菌藥物研發(fā)的熱點。CPF-C1(GFGSLLGKALRLGANVL.NH2)是從非洲爪蛙皮膚分泌物中分離出的具有抗菌活性的十七肽,是一條帶有正電荷的陽離子多肽,預測二級結構為α-螺旋,對常見革蘭陰性細菌和革蘭陽性金黃色葡萄球菌具有抗菌活性,溶血活性較低,其它理化性質及作用機制尚未見報道。本課題選擇這一新發(fā)現(xiàn)報道的抗菌肽CPF-C1為研究對象,首先檢測了其對上述臨床常見細菌耐藥株的抗菌活性。結果顯示,CPF-C1不僅對臨床常見細菌的標準株具有抗菌活性,對相應的耐藥株也具有較高的抗菌活性,與傳統(tǒng)抗生素形成了鮮明對比。研究作用機制表明,CPF-C1通過破壞細菌的細胞內(nèi)外膜,使細胞內(nèi)容物外漏而殺死細菌。因此,我們認為CPF-C1可以作為理想的模板進行抗菌藥物的研發(fā)。在進一步研究CPF-C1的生物學活性時,我們發(fā)現(xiàn)CPF-C1的穩(wěn)定性很差,低濃度(0.002μg/ml)的胰蛋白酶作用1小時后就可以使其喪失抗菌活性,在血清中也極易被降解,4小時的殘留量僅為16.71%。因此接下來的工作,我們在保證或提高抗菌活性的基礎上,以提高穩(wěn)定性為目的,對其進行改造。我們在多肽序列中通過引入堿性氨基酸賴氨酸增加抗菌肽的正電荷數(shù);通過引入疏水性氨基酸色氨酸提高多肽的疏水性并增強對細胞膜的作用;通過引入D-型氨基酸使多肽不易被蛋白酶降解,提高其穩(wěn)定性。化學合成出一系列類似物后,通過對類似物抗菌活性、穩(wěn)定性和溶血活性的檢測,最終篩選出CPF-8具有最優(yōu)的藥用潛質:抗菌活性高于母肽(最小抑菌濃度為8 μg/ml);穩(wěn)定性大幅提升,在胰蛋白濃度為200 μg/ml,作用6小時后仍具抗菌活性,在血清中24小時的殘留量為72.66%;溶血活性也明顯降低,在實驗檢測的最大濃度時(512 μg/ml)對紅細胞也無溶血作用。類似物CPF-8高效低毒穩(wěn)定性好,可以作為候選化合物用于進一步深入的研究。課題接著對抗菌活性較高或生物學活性特點鮮明的部分類似物進行了生物膜形成抑制實驗和已形成生物膜的破壞實驗。我們發(fā)現(xiàn),實驗類似物與CPF-C1不同,在低于最小抑菌濃度時也能夠不同程度地抑制金黃色葡萄球菌生物膜的形成,部分類似物高濃度能夠破壞已形成的生物膜,具有了新的生物學活性。課題最后對這些類似物進行了作用機制的初步研究,結果顯示,一些類似物與CPF-C1不同,不僅作用于細胞膜,還能和細胞內(nèi)DNA結合,通過雙靶點作用發(fā)揮殺菌活性。本課題通過對穩(wěn)定性低的天然抗菌肽CPF-C1進行化學改造,成功獲得了穩(wěn)定性顯著提高,并且抗菌活性增強、溶血活性降低的類似物,可作為候選化合物進行后續(xù)研究;通過類似物構效關系的研究,為今后抗菌肽的改造提供了研究基礎和理論依據(jù);通過對CPF-C1及其類似物抗菌機制的研究,為這一類抗菌肽的作用機制理論提供了有益補充。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R978

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本文編號：2432053