[发明专利]一组阳离子抗菌肽及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于医药领域，具体而言涉及一组具有广谱抗菌活性的阳离子抗菌肽及其制备方法和应用。

背景技术

自从青霉素发现以来，抗生素一直是人类治疗病原微生物感染的有力武器，但随着传统抗生素的滥用，越来越多的病原菌开始对传统抗生素产生耐药性，所以急需寻找一类全新的抗菌药物来替代抗生素进行使用。

阳离子抗菌肽(cationic antimicrobial peptides)是植物和动物产生的一般由12-50个氨基酸残基组成的阳离子型(富含精氨酸及赖氨酸)多肽，能够保护宿主不受外界病原微生物感染。阳离子抗菌肽的抗菌谱比传统抗生素宽，来自昆虫、猪、蛙以及人的阳离子抗菌肽不仅对革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌有抗菌作用，而且还具有抗真菌及抗病毒活性。传统抗生素通过消除微生物生长或生存必不可少的条件，如使酶变性，来达到杀菌的目的，但细菌只要一种基因突变后就可以抵抗此类抗生素的攻击。而阳离子抗菌肽则通过中和电荷的方法与细菌细胞膜相互作用，以此穿透杀死细菌，极大地减少了细菌产生耐药性的可能。但天然的阳离子抗菌肽并非完美无缺，部分抗菌肽对真核生物有一定的毒性，对病原物高杀灭活性的同时往往伴随着对真核生物的溶血作用。因此如何提高其活性并最大程度降低其毒性是目前抗菌肽药物开发的难点和希望所在。目前的研究主要将α-螺旋的两性抗菌肽作为研究对象，围绕阳离子氨基酸以及疏水性氨基酸数量及位置，对抗菌肽进行结构改造，如残基替换、截取天然抗菌肽的部分序列以及增加肽链的正电荷含量等，取得了较大进展。

Yanga等研究了富含精氨酸和脯氨酸的抗菌肽Tritrpticin，他们将抗菌肽氨基酸序列中精氨酸替换为赖氨酸，发现虽然两者的构象没有显著的差别，但替换后的抗菌肽活性提高了2倍而且溶血活性大大降低。Shin等将CecropinA的N端8个残基作头，Magainin2的N端12个残基作尾，合成得到了杂合链CecropinA(1～8)-magainin2(1～12)(缩写CE-MA)，发现其表现出很强的抗细菌活性，且没有溶血性。Fernandez等通过交替D和L型氨基酸，合成了一系列含有偶数残基的短肽。通过抑菌(S.aureus和E.coli)试验，得到仅有8个残基的α螺旋肽链(KQQRWLWLW)具有强抑菌作用。Subbalakshmi等人工合成了Melittin的C端15个氨基酸残基(MCF)，MCF包含了Melittin的大部分两亲片段，而且抗菌活性比Melittin高5～7倍，而溶血活性低300倍。Ahn等截取并不具抗菌活性的Tenecinl的螺旋区域，用Lys替代其中的Asp和His得衍生肽L4，正电荷数由2增至5，使L4展示出很强的抗菌活性，且无溶血性。

美国专利US006040291A设计了序列为(或包含)Lys-Xa1-Phe-Lys-Arg-Ile-Val-Xa2-Phe-Ile-Xaa-Xa2-Phe-Leu-Arg-Xa2-Leu-Val的一系列阳离子抗菌肽，其中Xal代表疏水性氨基酸残基，Xa2代表亲水性氨基酸残基，Xaa代表任意氨基酸残基。体内外试验表明，此系列抗菌肽具有较高的抗菌活性。

美国专利US20050277589A1公布了一组序列为(KLAKLAK)n(βxxβ)m的抗菌肽序列，其中β代表碱性氨基酸残基，x代表任意氨基酸残基，βxxβ为4-15个氨基酸残基组成的带正电荷的序列。m和n代表1-5之间的任一数值。体外实验表明，该系列化合物具有广谱抗菌活性。

中国专利CN 101319007A设计的一条序列为将牛乳铁蛋白LfcinB15中第4位的精氨酸和第10位的甲硫氨酸替换为色氨酸，新抗菌肽对革兰氏阳性菌具有较强的抑制活性。

中国专利CN 1363558A公布了一组蛙皮抗菌肽素的衍生物及其适合于药用的盐，其序列Gly-Ile-Gly-Lys-Phe-Leu-His-Ser-Ala-Lys-Phe-Lys-Ala-Phe-Val-Gly-Glu-Ile-X-Asn-Y-OH，其中，X为选自Met、Ile或Leu的氨基酸残基，Y为选自Ser、Lys、Ile、Arg、Leu的两个氨基酸残基的组合。研究表明，此衍生物和天然蛙皮抗菌肽的活性相当，但安全性更优。

发明内容