本文關鍵詞：新型抗菌肽的設計、生物活性及與磷脂膜的相互作用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：抗菌肽是組成免疫系統(tǒng)的重要內源性抗菌分子。它們大多含10-50個氨基酸,其中大約有50%為疏水性氨基酸,并且富含正電荷氨基酸�？咕木哂袃纱笸怀鰞�(yōu)點:第一,抗菌肽大多具有廣譜抗菌性;第二,抗菌肽的主要作用靶點是微生物的細胞膜,微生物很難對此產生抗藥性。所以,抗菌肽有望成為新一代的抗菌藥物。然而,在臨床應用之前抗菌肽的作用機理、生物利用率、副作用等基本問題需要解決。因此,基礎性研究以及臨床應用都需要高質量的多肽來滿足需求。從頭設計是一種快速、高效的獲得抗菌肽的方式之一。本論文基于已有抗菌肽的組成和結構特點設計、合成了新型的抗菌肽,對所設計的多肽進行了生物活性的檢驗,并利用模擬生物膜對所設計多肽與生物膜之間的相互作用進行了研究,從分子水平上為抗菌肽的活性提供了初步的依據(jù)。本文首先利用微量熱泳動法研究了具有較好抑菌活性、低細胞毒性和溶血性的抗菌肽l-RW與模擬生物膜-脂質體間的相互作用,在分子水平上為抗菌肽的設計提供依據(jù),并據(jù)此提出了新型的脂肽類抗菌肽的設計。實驗比較了抗菌肽l-RW對細菌生物膜的主要成分磷脂酰甘油(DMPG)以及細胞生物膜主要成分磷脂酰膽堿(DMPC)的親和力的大小。結果表明l-RW對帶負電荷的DMPG脂質體親和力較大,選擇性更強,靜電作用對多肽與脂質體間的相互作用產生巨大的影響。與PBS緩沖溶液相比,在MH細菌培養(yǎng)基中多肽l-RW與脂質體DMPG相互作用更強,在細胞培養(yǎng)液RH1640、0.9%Na Cl中多肽l-RW與脂質體DMPC的相互作用更弱。該實驗結果和l-RW的生物活性實驗結果基本一致。此外,我們還比較了l-RW對各種細菌細胞膜提取物的親和力大小,結果顯示l-RW對金色葡萄球菌細胞膜脂質成分的選擇性要強于對大腸桿菌、銅綠單假胞桿菌,該結果與l-RW對金色葡萄球菌具有更強的抑菌效果結果一致。此外,我們還考察了在不同濃度的胎牛血清中l(wèi)-RW與不同脂質體親和力的大小,實驗結果表明隨著血清濃度的增大,l-RW與DMPG/DMPC的親和力均減弱。進一步的研究表明血清中的血清白蛋白成分減弱了l-RW與磷脂的親和力。實驗結果說明在生物液體中l(wèi)-RW的利用度會減弱,在臨床應用時可用于外用。由于利用微量熱泳動法所獲得的抗菌肽l-RW和脂質成分的親和力與l-RW的生物活性基本一致,因此親和力的大小可以在一定程度上預測抗菌肽的生物活性�？咕膌-RW具有較好抑菌活性、低細胞毒性和溶血性,和其組成和結構具有重要的關系。l-RW富含精氨酸和色氨酸且結構上形成親水疏水的兩親性。然而由于多種酶的降解作用,由天然氨基酸所組成的多肽在體內穩(wěn)定性不高,不利于其在體內發(fā)揮作用。因此在抗菌肽設計中引入非天然氨基酸基團可以降低酶的降解,有效提高抗菌肽在體內的穩(wěn)定性,提高其利用效率。脂肪酸是一種生物膜中磷脂的組成部分,具有較高的疏水性。將該基團引入抗菌肽設計,替代抗菌肽中的疏水氨基酸,將有可能在保持抗菌肽活性的同時,減少酶對其的降解,提高多肽的穩(wěn)定性。結合l-RW的特點,我們采用脂肪酸作為疏水基團,帶正電的精氨酸作為親水頭基設計新型的脂肽類抗菌肽。通過研究其抑菌活性、溶血性等生物活性,探究脂肪酸鏈長短和數(shù)目、氨基酸頭基電荷、色氨酸位置等因素對脂肽活性的影響。C12-R4具有一定的抑菌性且溶血性較低,其他單脂肽雖具有抑菌活性但其溶血性較強。色氨酸影響脂肽的生物活性,它的引入使得脂肽的雙親性結構變得混亂,從而使其活性性下降。雙脂肪酸鏈的疏水性過強,影響了其生物活性。此外,本文通過探究脂肽與模擬生物膜的相互作用,初步討論了新型脂肽對生物膜的作用機理。我們通過探究脂肽與DMPG、DMPC脂質體作用后脂質體粒徑的改變來研究脂肽對生物膜的破壞作用。結果表明單鏈脂肽均能瓦解磷脂膜,雙鏈肽均不能有效的瓦解磷脂膜與其生物活性相一致。因此脂肽對膜的破壞作用是脂肽生物活性的重要來源。色氨酸熒光猝滅實驗結果表明脂肽的親水頭基能夠有效地進入到脂質體內部,從而發(fā)揮破壞作用。對脂肽-磷脂單分子層的混合體系進行了熱力學穩(wěn)定性分析,結果表明脂肽與磷脂易于混合。通過本論文我們可以得出:利用微量熱泳動技術可以獲得抗菌肽和脂質成分的親和力大小,在一定程度上預測抗菌肽的生物活性;由精氨酸和脂肪酸鏈所組成的脂肽表現(xiàn)出較高的抑菌活性,但較大的疏水基團也使得脂肽表現(xiàn)出較高的溶血性,限制了其應用,因此靜電作用、疏水性等參數(shù)共同控制抗菌肽的生物活性,必須使這些參數(shù)達到平衡,抗菌肽才可能表現(xiàn)出理想的生物活性。該研究為今后抗菌肽的設計以及篩選提供了新的方法及思路。
【關鍵詞】：抗菌肽 生物活性 磷脂膜 脂肽
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ465
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 抗菌肽的來源11-13
• 1.1.1 植物源11-12
• 1.1.2 動物源12
• 1.1.3 微生物合成12-13
• 1.1.4 人工合成13
• 1.2 抗菌肽的結構以及生物活性13-14
• 1.3 脂肽14-16
• 1.3.1 脂肽的結構15
• 1.3.2 脂肽的分離純化和鑒定15-16
• 1.4 抗菌肽數(shù)據(jù)庫的發(fā)展16
• 1.5 抗菌肽的應用16-17
• 1.5.1 抗菌肽在植物領域的應用16
• 1.5.2 抗菌肽在食品中的應用16-17
• 1.5.3 抗菌肽在藥用領域的研究與應用17
• 1.5.4 抗菌肽在水產養(yǎng)殖領域的研究與應用17
• 1.6 抗菌肽應用中存在的問題17-18
• 1.7 論文的研究目的及意義18
• 1.8 論文的研究內容18-20
• 第二章 新型抗菌肽的設計20-34
• 2.1 材料和方法21-23
• 2.1.1 實驗儀器與試劑21
• 2.1.2 實驗方法以及原理21-23
• 2.2 微量熱泳動實驗結果與討論23-30
• 2.3 抗菌肽的設計30-34
• 第三章 新型脂肽的生物活性34-42
• 3.1 材料與方法34-36
• 3.1.1 實驗菌株34
• 3.1.2 主要試劑與耗材34-35
• 3.1.3 儀器設備35
• 3.1.4 脂肽的抑菌性實驗35
• 3.1.5 脂肽的溶血實驗35-36
• 3.2 脂肽的抑菌性實驗36-37
• 3.3 脂肽的溶血性37-41
• 3.4 小結41-42
• 第四章 新型抗菌肽與磷脂膜的相互作用42-66
• 4.1 材料與方法42-43
• 4.1.1 實驗儀器與試劑42
• 4.1.2 脂質體實驗42
• 4.1.3 熒光淬滅法研究脂肽與脂質體膜的相互作用42-43
• 4.1.4 LB膜法研究抗菌肽與磷脂間的相互作用43
• 4.2 結果與討論43-65
• 4.2.1 脂質體實驗43-47
• 4.2.2 熒光猝滅法研究脂肽與脂質體的相互作用47-53
• 4.2.3 LB膜法研究研究脂肽與磷脂膜的相互作用53-65
• 4.3 小結65-66
• 第五章 結論66-67
• 參考文獻67-72
• 致謝72-73
• 附錄 碩士研究生期間發(fā)表論文73

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1 呂應年,楊世忠,牟伯中;脂肽的分離純化與結構研究[J];微生物學通報;2005年01期

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4 肖懷秋;李玉珍;;環(huán)脂肽化學結構及鑒定方法研究進展[J];四川食品與發(fā)酵;2008年06期

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1 王恬;都海明;陸兆新;;抗菌脂肽及其在動物生產中的應用研究進展[A];動物營養(yǎng)研究進展（2012年版）[C];2012年

2 剛洪澤;牟伯中;;氣/液界面上微生物脂肽的分子行為[A];中國化學會第十四屆膠體與界面化學會議論文摘要集-第2分會：溶液中的聚集與分子組裝[C];2013年

3 胡江春;王楠;馬宗旺;陳麗麗;潘華奇;王書錦;;海洋來源芽孢桿菌產生新的Antimicrobial peptides(AMPs)[A];第十二屆全國抗生素學術會議論文集[C];2013年

4 陳麗麗;王楠;王雪梅;胡江春;王書錦;;深海來源Bacillus anmyloliquefacines SH-B10產生抗真菌脂肽的分離純化及結構鑒定[A];第八屆全國綠色環(huán)保肥料（農藥）新技術、新產品交流會論文集[C];2009年

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1 黃現(xiàn)青;Bacillus subtilis fmbJ產生的脂肽抗微生物效果及安全性評價[D];南京農業(yè)大學;2006年

2 趙越;微生物脂肽制備條件優(yōu)化及其衍生化反應的特征[D];華東理工大學;2012年

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1 李媛;高產脂肽優(yōu)良納豆菌的選育[D];山東輕工業(yè)學院;2009年

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10 楊潔;枯草芽孢桿菌E1R-j產抗菌脂肽的發(fā)酵條件優(yōu)化及分離純化[D];西北農林科技大學;2012年

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本文編號：296914