[发明专利]可解组装的阳离子多肽纳米纤维材料及制备方法和用途

说明书

本发明属于多肽纳米纤维制备与应用领域，具体涉及可解组装的阳离子多肽纳米纤维材料及制备方法和用途。阳离子多肽分散水溶液中，控制多肽浓度、溶液pH、孵育温度T以及孵育时间t，自组装形成纳米长纤维，继续控制溶液pH、孵育温度T以及孵育时间t，纳米长纤维解组装为纳米短纤维和单体的纳米结构，再利用纳米结构杀菌。

技术领域

本发明属于多肽纳米纤维制备与应用领域，具体涉及可解组装的阳离子多肽纳米纤维材料及制备方法和用途。

背景技术

细菌等病原微生物一直是威胁人们生命安全的罪魁祸首之一，而随着抗生素的不合理使用，细菌的耐药性给这一问题又蒙上了一层阴影据估计目前有约70％的细菌对至少一种抗生素具有抗性。尽管研究者在发现新的抗菌剂方面取得了一些进展，但是耐药细菌的持续不断增加以及新批准的抗生素数量持续下降，使得寻找新型抗菌剂的任务刻不容缓。

抗菌肽是由生物体产生的一类对抗外源性病原体致病作用的防御性小分子多肽(氨基酸数目一般12-50)。抗菌肽除了具有抗菌作用，对部分真菌和病毒，甚至癌细胞也具有一定的杀伤作用，具有较大的实际应用价值。

抗菌肽不依赖特定靶位发挥作用，其所带的正电荷与微生物细胞膜的负电荷相互吸引，最终使抗菌肽接近微生物细胞膜表面。抗菌肽接近微生物细胞膜后，其亲水端与磷脂分子层(细胞膜骨架)亲水端接触，进而将疏水端插入磷脂分子层的疏水内部，干扰细胞膜的通透性。在这两种机制下，抗菌肽最终破坏微生物细胞膜，使微生物死亡。由于细菌细胞膜的两亲性结构和负电性无法改变，因此很难产生抗药性。而且由于细胞膜的组成不同，使得抗菌肽能够选择性杀死微生物而不会对正常细胞产生显着毒性，因此有望成为抗生素的理想替代品之一。

由于传统的抗菌肽存在在溶液中通常以单体与细菌相互作用，但单体在生理环境下容易被降解后便丧失了持续抗菌的能力，而纳米纤维结构的抗菌肽可以通过改变多肽浓度或者溶液pH而解组装为抗菌肽单体，从而达到持续抗菌的作用，因此开发新型解组装抗菌肽成为当前研究的热点。

阳离子多肽FF，在一定环境溶液中能够自组装为纳米纤维。根据这段序列为模板我们将赖氨酸(K，亲水性氨基酸)和丙氨酸(A，为疏水性氨基酸)加入其中，综合设计了两亲性多肽序列KKKFAFAFAFAKKK和KKKFAFAFAFAKKK，两段多肽在溶液中带正电荷(pH＝1～10，电位图见图2)，使其具备抗菌肽特征，又同时具备自组装和解组装的能力。

发明内容

制备阳离子多肽纳米纤维，解组装后用于抗菌。该纳米纤维结构在一定条件下易被降解，与细菌相互作用强，可在短时间内杀死细菌。

本发明的技术方案如下：

一种阳离子多肽纳米纤维在抗菌方向的用途，按照下述步骤进行：

将50μL细菌悬浮液(～4×10⁶cfu mL^–1)分别加入2mL 500μg mL^–1阳离子多肽的解组装纳米结构溶液，置于37℃恒温培养箱中共同培养6h，每隔1h，用磷酸盐缓冲液稀释1000倍，取100μL稀释后的悬浮液放到Lysogeny Broth固体培养基，在37℃培养16h，计算菌落数。

上述技术方案中所述的阳离子多肽解组装纳米结构溶液，其制备方法如下：

将浓度为200～1000μg mL^–1的阳离子多肽加入pH＝11～14的溶液中，并置于恒温振荡器上孵育1.5day～9day，阳离子多肽自组装后形成纳米长纤维。

再将纳米纤维溶液的pH调整为6.5～7.5，并置于恒温振荡器上继续孵育0.5day～5day，纳米纤维解组装形成纳米短纤维和单体。