[发明专利]靶向微生物生物被膜的表面活性剂样多肽及其制备方法和应用

说明书

本发明公开靶向微生物生物被膜的表面活性剂样多肽及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤：(1)筛选微生物亲和多肽；(2)根据步骤(1)获得的亲和多肽的亲疏水性，设计一段与它的亲疏水性相反的短肽；(3)将短肽连接在亲和多肽的N端或C端。该段多肽属于生物基表面活性剂，对人体的累积毒性小；获得的表面活性剂样多肽可以在合适的水溶液中组装成胶束或者囊泡，具有均一的粒径分布；表面活性剂样多肽的中性水溶液可以有效的去除微生物生物被膜，与传统的化学基表面活性剂相比，在相同浓度下，具有更好的清除效率。这为开发新一代生物基表面活性剂提供了有效途径。

技术领域

本发明属于物理化学领域，更具体地讲，涉及一种多肽类表面活性剂的结构及其应用。

背景技术

食源性疾病的发病率在过去的几年里有所增加，并成为全球主要的公共卫生问题。食源性致病微生物是导致食源性疾病的一个重要的诱因，因此，对食源性致病微生物进行分析检测、并控制其蔓延具有重要意义。大肠杆菌O157：H7是重要的食源性致病微生物，危害广泛，容易出现在蔬菜水果等食品中。大肠杆菌O157：H7难以清除是因为易于在食品及加工器械表面形成微生物的生物被膜，也称菌膜。

微生物(如细菌)能在固体表面结合、散播和生长，最终可形成一个生物被膜(菌膜)。菌膜是细菌在生长过程中为了适应生存环境而吸附于物体后形成的一种特殊的复合体，由细菌和自身分泌的多糖、蛋白质等胞外基质组成，是一个三维立体空间结构的生态系。菌膜常紧紧附着于活性或惰性实体的表面，使菌体免受干燥、UV辐射以及其他环境胁迫，同时也可以防护菌体免受植物的免疫反应和其免疫产物的影响。对食物进行常规清洗和灭菌处理的过程中，菌膜也使得菌体得以存活，对食品安全控制造成极大威胁。

当微生物受到各种压力，如低pH值，高渗透压，抗菌剂和抗生素时，为了抵抗不利的环境，微生物便以同样的方式生长形成生物被膜，这是微生物具有的一种非常重要的环境适应机制。菌体从最初游离状态开始经历了5个发育阶段：细胞可逆性黏附、细胞不可逆聚集、生物被膜的早期发育(微菌落扩增)、生物被膜稳定及生物被膜解离，并最终通过生物被膜裂解释放出浮游菌体启动下一轮生物被膜发育。同时，生物被膜作为一种微生物的主要生长状态，严重影响人类的健康，抵抗抗生素的作用，高达80％的细菌感染是由菌膜引起的。由菌膜导致的腐蚀和生物污损问题，严重降低了工业生产产率，并成为致病微生物传播的主要途径之一。

目前对于生物被膜的去除，最廉价简单的是清洗法，即直接用表面活性剂清洗。目前使用的表面活性剂，均是化学基产品，主要成分是直链烷基苯磺酸钠和脂肪醇醚硫酸钠。目前对化学表面活性剂的危害主要有两方面，一是残留性，有研究表明，使用化学基表面活性剂清洁后，在反复用水冲洗12次的情况下，仍然有0.03％的残留。另一方面是累积性，当人体摄入这种长链烷烃衍生物后，累积多年是否会引发不可逆的健康损害。因此急需一种非化学基的表面活性剂。近年来开发出的非化学基的表面活性剂主要是生物基表面活性剂，包括环肽类，脂肽类和两亲性多肽类。环肽类和脂肽类表面活性剂主要是微生物和昆虫的代谢产物，结构较复杂。两亲性多肽类表面活性剂结构上存在亲水头部和疏水尾部，模拟化学表面活性剂的结构，具有较高的可设计性。

在目前化学基表面活性剂有潜在毒性的情况下，继续开发一种多肽类表面活性剂，两亲性多肽是一种生物基表面活性剂，对人体的生物相容性好，具有很高的应用价值。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供靶向微生物生物被膜的表面活性剂样多肽的制备方法。

本发明的第二个目的在于提供靶向微生物生物被膜的表面活性剂样多肽。

本发明的第三个目的在于提供靶向微生物生物被膜的表面活性剂样多肽在清除微生物中的应用。