[发明专利]具有强抗菌活性和低毒性的二聚化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强抗菌活性和低毒性的二聚化修饰抗菌肽类似物，其是对天然抗菌肽Anoplin的部分D型替换类似物Anoplin‑D4,7，Anoplin‑D5,7和Anoplin‑D9,10,3进行“C‑C末端”和“C‑N末端”分子间侧链连接，得到的一系列二聚化抗菌肽类似物。体外抑菌实验、PI染色法流式细胞术实验、溶血实验均表明，本发明设计合成的二聚化修饰抗菌肽类似物具有强抗菌活性和低毒性，因此，本发明得到的抗菌肽类似物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，涉及一类新型结构的二聚化修饰抗菌肽类似物及其合成和应用，特别涉及一类具有强抗菌活性和低毒性的二聚化修饰抗菌肽类似物及其合成和应用。

背景技术

大量使用抗生素治疗感染，导致细菌对常规抗生素的耐药性迅速发展(LancetInfectious Diseases，2013，13：1057-1098)。由于不能使用常规抗生素，新的耐药菌株不断出现，已成为一个全世界关注的问题。根据美国传染病协会的研究数据以及医院的监测报告，将这些容易耐药的病原体称为“ESKAPE”(Clinical Infectious Diseases，2009，48：1-12)。“ESKAPE”病原体包括：屎肠球菌(Enterococcus faecium)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、不动杆菌(Acinetobacter)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和肠杆菌(Enterobacter)。这些细菌群体能够抵抗抗生素的抗菌能力，甚至产生细菌耐药，是全世界医院感染的主要原因，为此，新型抗菌药物的开发迫在眉睫。抗菌肽(AMPs)具有正电荷和两亲性结构，在体外具有较高的抗菌活性，并且由于独特的作用机制，不易诱发细菌耐药，被认为是理想的候选药物(Biological Chemistry，2001，382：597-619)。AMPs是包括动物、植物、昆虫以及微生物在内的生物有机体先天防御系统中的一部分，对细菌、真菌和病毒具有广泛的抗菌活性，此外，部分抗菌肽甚至还被证明具有抗肿瘤活性(PLoS Pathog.2010.6:e1001067；AminoAcids，2011，40：51-59)。一般情况下，AMPs由10至50个氨基酸组成，这些氨基酸包括疏水性和亲水性氨基酸残基，在细菌细胞膜环境中可以形成两亲性的α-螺旋结构，与细菌细胞膜相互作用，使细菌细胞膜被快速破坏以及细菌内容物泄漏，导致细菌死亡，这种作用机制与针对病原体特定分子受体的抗生素作用机制明显不同，因而不易诱发细菌耐药(Antimicrob Agents Chemother，2012，56(6)：3004-3010)。

尽管抗菌肽的出现为克服细菌耐药性提供了机遇，但由于天然抗菌肽易被体内蛋白酶识别、半衰期短、抗菌活性不强、选择性差等缺点，使其在临床的应用和发展受到了限制。研究表明，将抗菌肽进行分子间二聚化修饰，可以显著提高抗菌肽的抗菌活性、稳定性(Journal of Peptide Science，2002，8：570-577)；与此同时，利用氨基酸侧链“叠氮基”官能团和“炔丙基”官能团，经点击化学的1,3-偶极环加成反应形成“三唑环”结构，有助于增强抗菌肽对细菌细胞膜的穿透能力，进而提高抗菌活性(Peptides，2017，88：115-125)；除此之外，将L-氨基酸残基的D型对映体引入抗菌肽，能够避免蛋白酶的识别，明显增加抗菌肽的稳定性(Frontiers in Chemistry，2017，5：40)；并且，含有D型氨基酸残基的多肽不容易被体内抗原呈递细胞识别(Antimicrob Agents Chemother，2004，48(8)：3127-3129)。

发明内容

本发明的目的之一：提供一类具有强抗菌活性和低毒性的二聚化修饰抗菌肽类似物。

本发明的目的之二：提供上述具有强抗菌活性和低毒性的二聚化修饰抗菌肽类似物在临床抗菌药物开发中的应用。

本发明的目的之三：提供上述具有强抗菌活性和低毒性的二聚化修饰抗菌肽类似物的合成方法。