[发明专利]抗菌肽HLFP-5及其应用

说明书

本发明公开了抗菌肽HLFP‑5及其应用。HLFP‑5是由天然氨基酸构成的具有强稳定性抗菌肽，具备广谱抗菌活性，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等革兰氏阴性菌和阳性菌都具备抗菌效果，并且在模拟体内盐环境存在的条件下保留了抗菌活性，也能够抵抗高浓度蛋白酶的裂解，具有极强的稳定性，具有非常好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体地说，涉及一种新型的抗菌肽HLFP-5及其应用。

背景技术

近年来，随着我国医疗技术的发展和医药卫生条件的改善，各种传染性疾病在一定程度上均得到有效控制。然而抗生素的频繁使用进一步加剧了细菌耐药性发展的进程。寻找一种合适的抗生素替代物变的更为迫切。抗菌肽由于其具备独特的膜破坏机制，使细菌产生耐药性的几率大大降低，因此抗菌肽成为抗生素的理想替代物之一。然而抗菌肽在临床上的应用常受到稳定性差的制约。

具体而言，抗菌肽发挥抗菌活性主要依靠其所包含的正电荷氨基酸与菌膜之间的负电荷成分发挥静电作用，但体内环境中存在的盐离子通常会影响抗菌肽和菌膜之间的静电作用，从而拮抗抗菌肽的抗菌活性。此外，体内存在的蛋白酶也会影响抗菌肽的抗菌效果。例如胰蛋白酶会特异性识别并切割序列中的正电荷氨基酸，如赖氨酸、精氨酸。糜蛋白酶会特异性识别并切割序列中的疏水性氨基酸，例如苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸等。目前公认的提高抗菌肽蛋白酶稳定性的方法包括在分子内形成二硫键以设计环肽、D型氨基酸取代、脂质修饰等。然而，这些策略都涉及化学修饰方法，导致肽链必须使用化学合成的方式获得，无法使用细菌融合表达系统获得，大大增加了抗菌肽的合成成本。因此，需借助于天然氨基酸的合理排列以最大限度地保证肽的盐离子稳定性和蛋白酶稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的抗菌肽HLFP-5及其应用。

本发明基于对抗菌肽结构与功能关系和杀菌机制的理解，设计一种抗菌肽以解决稳定性不足的弊端。主要包括以下设计原则：1)选择芳香族氨基酸(苯丙氨酸)作为肽链的疏水核心，使肽能够深入而牢固地插入细菌膜中，有利于诱导膜扰动并最大限度的确保肽具备强的盐稳定性。2)将脯氨酸(Pro)置于苯丙氨酸的C端以防止胰凝乳蛋白酶裂解。3)在芳香族氨基酸的N末端放置一个脂肪族疏水性氨基酸(亮氨酸)，以进一步增加肽链的疏水性和极性面的深度。4)将组氨酸(His)置于亮氨酸的N端，以防止胃蛋白酶对芳香族氨基酸苯丙氨酸的切割。5)将由HLFP构成的疏水核心重复五次，满足抗菌所需疏水性的基本要求。6)赖氨酸(Lys)作为阳离子氨基酸位于序列的两端，为序列提供正电荷，为肽与细菌的相互作用提供必要的驱动力。同时，在每个Lys的C末端放置一个Pro，以防止被胰蛋白酶切割。在这里没有采用精氨酸作为阳离子氨基酸，因为即使在Pro的保护下，赖氨酸的蛋白酶稳定性依然强于精氨酸。序列中一共加入6个赖氨酸，以满足基本的正电荷要求，确保肽能够与菌膜充分发生。7)肽的C末端被胺化以进一步增强抗菌活性并提高稳定性。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种抗菌肽HLFP-5，氨基酸序列如下：KPKPKPHLFPHLFPHLFPHLFPHLFPKPKPKP-NH₂(SEQ ID NO:1)。

第二方面，本发明提供所述抗菌肽HLFP-5的以下任一应用：

1)用于制备广谱抗菌剂；

2)用于制备防腐剂；

3)用于制备抗菌药物或组合物。

所述菌包括革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。

优选地，所述菌选自大肠杆菌(Escherichia coli)、绿脓杆菌(Pseudomonasaeruginosa)，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、柠檬酸杆菌(Citrobacterrodentium)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)等。