[发明专利]具有高酶解稳定性和强抗菌活性的N-末端脂肪酸修饰抗菌肽类似物及其合成和应用

说明书

本发明设计合成了具有高酶解稳定性和强抗菌活性的新型N‑末端脂肪酸修饰抗菌肽类似物，其是对天然抗菌肽Anoplin的部分D型替换类似物Anoplin‑D4,7的N‑末端进行脂肪酸修饰，得到全新结构的单体抗菌肽类似物C_n‑D4,7，n＝2‑18；将前体肽C_n‑Pra‑D4,7，n＝2‑18与Ac‑Lys(N₃)‑D4,7经“点击化学”的1，3‑偶极环加成反应进行分子间侧链连接，得到新型结构二聚体抗菌肽类似物J‑AA‑(C_n‑D4,7+D4,7)，n＝2‑18。体外抑菌实验、PI染色法流式细胞术实验、诱导细菌耐药实验和酶解稳定性实验均表明，本发明设计合成的N‑末端脂肪酸修饰抗菌肽类似物具有高酶解稳定性和强抗菌活性；相比于传统抗生素，本发明得到的新型抗菌肽在临床抗菌药物的开发方面具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物化学技术领域，涉及一类全新结构的N-末端脂肪酸修饰抗菌肽类似物及其合成和应用，特别涉及一类具有高酶解稳定性和强抗菌活性的N-末端脂肪酸修饰抗菌肽类似物及其合成和应用。

背景技术

上个世纪初，多马克首次发现了磺胺类药物的前身“百浪多息”(Lakartidningen，1993，90(14)：1401-1402)。同一时期，亚历山大·弗莱明发现了“青霉素”，青霉素的出现成为许多细菌感染性疾病的“克星”，使第二次世界大战期间数千受死亡威胁的生命得以幸存(J.Antibiot，Toky，2009，62(1)：5-16)。随后，链霉素、氯霉素、红霉素等许多抗生素也相继问世，为临床治疗细菌感染性疾病提供了新型药物。近年来，随着抗生素的不断发展和大量使用，临床细菌耐药性不断出现，严重威胁着人类健康(Biotechnol Adv，2011，29(1)：67-74)。我们迫切需要寻找新的抗菌药物来控制和治疗这些病原菌引起的感染，而抗菌肽(AMPs)作为一种新型的抗菌药物，由于其不易产生耐药性的独特抗菌机制，被业界广泛关注。

AMPs是一种广泛存在于自然界的小分子活性肽，也称宿主防御肽，主要来自于昆虫、植物、动物和细菌等生物有机体，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有广谱抗菌活性。如mellitin、cecropin和magainin，均已被证明具有较好的抗菌活性。天然存在的AMPs通常由12-50个氨基酸残基组成，虽然其大小，序列和二级结构特征各不相同，但具有共同特征：净正电荷和疏水性。净正电荷有助于抗菌肽分子附着到细菌细胞膜的负电荷表面而非真核细胞膜表面(Crit Rev Microbiol，2013，39(2)：180-95)。疏水性在促进细菌细胞裂解作用中起关键作用(Biotechnol Bioeng，2014，111(1)：37-49)。AMPs具有独特的作用机制：能使细菌细胞膜快速破坏和使细菌内容物泄漏，导致细菌死亡，这与针对病原体特定分子受体的抗生素作用机制明显不同；此外，AMPs还可以与细菌细胞内容物(如DNA或RNA)相互作用，干扰细菌的正常合成和代谢，从而导致细菌死亡。因此，AMPs因上述难以诱导细菌产生耐药性的作用机制，成为替代传统抗生素药物的理想选择(Biomaterials，2014，35(27)：8028-39)。