[发明专利]色氨酸和亮氨酸跨链交互作用β-发卡抗菌肽WLF及制备方法和应用

说明书

本发明提供一种色氨酸和亮氨酸跨链交互作用β‑发卡抗菌肽WLF及制备方法。抗菌肽WLF的序列如SEQ ID No.1所示。制备方法以色氨酸和亮氨酸跨链交互作用和PG为转角单元，抗菌肽的模板为XWRYRPGRWRYX‑NHsubgt;2/subgt;，其中X为疏水性氨基酸，Y为亮氨酸，当X＝F、Y＝L时，抗菌肽的命名为WLF。抗菌肽WLF对革兰氏阴性菌和/或革兰氏阳性菌引起的细菌感染性疾病均具有较好的治疗作用。本抗菌肽在取代二硫键的前提下仍然具有较好的稳定性，在保持较好的抑菌活性前提下，溶血活性较低，治疗指数高达137.27。认为抗菌肽WLF具有成为抗生素代替物的潜力。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种色氨酸和亮氨酸跨链交互作用β-发卡抗菌肽WLF及制备方法和应用。

背景技术

由于人们对抗生素的过度使用，逐渐引发耐药细菌的出现，因此开发具有新模式的抗生素替代物至关重要。抗菌肽(Antimicrobial peptides,AMPs)作为传统抗生素代替物引起广泛的关注，抗菌肽的作用机制已经被证实与传统抗生素不同。抗菌肽的两亲结构可以促使它们进入膜内，然后在膜内组装从而使其产生缺陷，释放胞内物质，从而杀死细菌。基于以上特性，使得抗菌肽不易产生耐药性。因此抗菌肽被认为是最有潜力的抗生素替代物之一。

抗菌肽具有多种二级结构，具有高阳离子性和疏水性的α-螺旋抗菌肽研究的十分广泛，但最近研究表明，α-螺旋抗菌肽常常导致其抗菌活性和生物毒性同时增加。而对于另一种主要的二级结构β-折叠抗菌肽的研究却相对较少。主要是由于短肽难以形成稳定的β-发夹结构。许多天然的β-折叠抗菌肽通过半胱氨酸残基形成二硫键从而稳定其结构，但化学合成富含二硫键的β-折叠抗菌肽程序复杂且成本昂贵，二硫键的存在也会增加抗菌肽的毒性。而且，二硫键可以通过与游离的硫醇基团反应在体内裂解，导致抗菌肽的稳定性和生物学活性降低或丧失。不符合抗菌肽廉价、安全、稳定的制备。

发明内容

基于以上不足，本发明提供了一种色氨酸和亮氨酸跨链交互作用β-发卡抗菌肽WLF，采用色氨酸和亮氨酸之间的跨链交互作用代替二硫键，稳定β-发卡抗菌肽的结构，从而解决抗菌肽稳定性差、合成困难、毒性较大的问题。

本发明所采用的技术方案如下：一种色氨酸和亮氨酸跨链交互作用β-发卡抗菌肽WLF，所述的抗菌肽WLF以PG为转角单元，通过色氨酸和亮氨酸之间的跨链交互作用从而稳定β-发卡抗菌肽结构，所述的抗菌肽WLF的C端采用-NH₂酰胺化，其氨基酸序列如SEQ IDNo.1所示。

本发明的另一目的是提供如上所述的一种色氨酸和苯丙氨酸跨链交互作用β-发卡抗菌肽WLF的制备方法，如下：在序列的N端和C端各放置一个苯丙氨酸增加多肽的疏水性，基于β-发卡两亲肽的排布，通过色氨酸和亮氨酸之间的跨链交互作用来辅助PG转角单元形成的β-发卡结构的力，设计出了含有色氨酸和亮氨酸跨链交互作用的β-发卡的多肽模板XWRYRPGRWRYX-NH₂，当X＝F、Y＝L时，得到的多肽的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示，采用固相化学合成法合成该多肽，对该多肽进行抑菌活性检测、细胞毒性检测以及溶血活性检测，最后命名为抗菌肽WLF。

本发明的另一目的是提供如上所述的一种色氨酸和亮氨酸跨链交互作用β-发卡抗菌肽WLF在制备治疗由革兰氏阴性菌或/和革兰氏阳性菌引起的感染性疾病的药物中应用。

本发明的原理如下：由于色氨酸具有疏水性，它可以在蛋白质的疏水核心内提供较大的范德华作用。因此，其芳香族部分与带有较长支链的亮氨酸残基具有较高的色氨酸相互作用倾向，取代传统β-发卡抗菌肽中半胱氨酸残基形成的二硫键，从而稳定β-发卡抗菌肽的结构。在带正电荷的氨基酸残基中，精氨酸与色氨酸之间的相互作用比赖氨酸更加频繁，由于精氨酸比赖氨酸更容易参与多肽分子内跨链的cation-π作用，并增加抗菌肽的阳离子性，增大抗菌肽与细菌作用的几率，提高其抑菌活性。