[发明专利]一种具有高抗菌活性的抗菌肽KTA及其应用

说明书

本发明公开了一种具有高抗菌活性的抗菌肽KTA及其应用，属于生物技术领域，抗菌肽KTA的氨基酸序列为RIKTATWRLALRWLKL，主要为α‑螺旋结构，包含16个氨基酸残基，理论分子量为2025.52Da，等电点为12.31，净电荷为+5。抑菌实验结果表明KTA具有广谱且高效的抗菌活性，其对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、肺炎克雷伯菌及金黄色葡萄球菌等均有良好的抑制效果。安全评价实验结果表明，抗菌肽KTA的溶血活性及细胞毒性较低。总体而言，本发明提供的抗菌肽KTA具有分子量小，抗菌活性强，生物毒性低等特点，为后续研究绿色安全的抗生素替代物提供一定的参考依据。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种具有高抗菌活性的抗菌肽KTA及其应用。

背景技术

近年来，由于人们对传统抗生素的滥用导致许多致病菌对抗生素产生抗性，抗生素的抗菌效果降低，严重威胁人类的生命健康，同时使得全球公共医疗卫生也面临巨大考验。因此，开发新型抗生素替代物显得尤为重要。因其抗菌活性高、抗菌范围广、分子量低及二级结构简单等特性，天然抗菌肽受到人们广泛关注，此外，由于其抗菌机制与抗生素不同，且不易产生耐药性，被认为是最具潜力的抗生素替代品。因此，抗菌肽的开发与研究具有十分重要的意义。

作为新一代“抗生素”，大多数常规抗生素主要作用于胞内靶点，而抗菌肽则主要通过静电相互作用或物理作用破坏细菌的细胞膜，从而实现杀菌。同时，独特的杀菌机制也使得抗菌肽不易产生耐药性，可有效提高其杀菌能力，因此抗菌肽具有广阔的发展前景与重要的研究价值。

虽然抗菌肽来源广泛且容易获得，但其也存在一定缺陷，例如不同天然抗菌肽的抗菌活性差异大、对哺乳动物细胞的生物毒性高、体内生物利用度低以及稳定性较差等，这些都是限制其实际应用的主要问题。近年来，研究人员开始尝试对天然来源分离的抗菌肽进行修饰，以获得性能更为优异的抗菌肽。

目前，抗菌肽领域的研究重点在于探索抗菌肽的物理化学参数(即净电荷数，疏水性，两亲性和结构倾向等)与抗菌功效之间的关系。并以此为依据对天然抗菌肽进行合理的修饰和设计。结果表明，随着抗菌肽疏水性的增加，其抗菌活性会逐渐增强，过度的疏水结构则导致抗菌活性降低以及溶血毒性的增加。此外，由于细菌细胞膜中含有带负电的磷壁酸及磷脂酰甘油(PG)等磷脂成分，增加抗菌肽的正电荷数有助于增强其细菌细胞膜之间的静电相互作用，从而提高杀菌能力。而哺乳动物的细胞膜主要是由电中性的磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)等磷脂成分组成，抗菌肽与其结合能力较弱，抗菌肽对哺乳动物细胞的毒性较小。因此，调节天然抗菌肽的疏水性和正电荷数已经成为开发新型抗菌肽的主要手段。

发明内容

本发明的目的在于针对天然抗菌肽的不足，提供一种基于理性分子设计策略构建的具有高效抗菌活性的新型抗菌肽KTA及其应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明首先提供了一种新型抗菌肽KTA，其氨基酸序列(如SEQ ID NO.1所示)为RIKTATWRLALRWLKL。

具体地，上述抗菌肽KTA是基于鹰嘴豆球蛋白Legumin源的天然抗菌肽Leg2通过理性分子设计得到的。其中所述天然抗菌肽的氨基酸序列(如SEQ ID NO.2所示)为：RIKTVTSFDLPALRWLKL。

具体地，上述新型抗菌肽KTA，包含16个氨基酸残基，理论分子量为2025.52Da，等电点为12.31，净电荷为+5，疏水性氨基酸比例为56％。

抗菌肽KTA在抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌和肺炎克雷伯菌中的应用。

具体地，上述新型抗菌肽KTA具有高效的抗菌活性，对大肠杆菌ATCC 35150、大肠杆菌ATCC 8739、鼠伤寒沙门氏菌ATCC 14028、肺炎克雷伯菌ATCC 14028、金黄色葡萄球菌ATCC 25923和甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌ATCC 43300等6种菌株均表现出优异的抗菌效果。