本文選題：抗菌肽 + 綴合物��； 參考：《中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院》2017年博士論文

【摘要】：由細(xì)菌、病毒、寄生蟲等病原微生物引起的感染性疾病嚴(yán)重威脅人類的生命健康。其中,以細(xì)菌性感染最為常見。雖然現(xiàn)有抗生素可有效控制與治療細(xì)菌的感染,但由于不合理使用,甚至濫用,導(dǎo)致細(xì)菌對抗生素產(chǎn)生耐藥性。尤其是多重耐藥菌的出現(xiàn),使得細(xì)菌耐藥性問題日益嚴(yán)峻。近年來,抗菌肽(Antimicrobial Peptides,AMPs)因其廣譜抗菌活性、快速殺菌效應(yīng)及特有的抗菌機(jī)制引起國內(nèi)外研究者們的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)抗生素不同,抗菌肽的抗菌活性主要依賴于與細(xì)菌細(xì)胞膜的相互作用,這一特有的抗菌機(jī)制使其具有不易產(chǎn)生耐藥性等諸多優(yōu)勢。研究表明,抗菌肽既可單獨(dú)作為抗菌藥物,也可與常規(guī)抗生素聯(lián)合使用發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。雖然抗菌肽具有替代傳統(tǒng)抗生素的潛力,但代謝穩(wěn)定性差及體內(nèi)潛在的毒性阻礙了其進(jìn)一步的研究與開發(fā)。因此,設(shè)計(jì)新型抗菌肽及其類似物以克服現(xiàn)有抗菌肽所存在的缺陷與不足具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。圍繞著如何設(shè)計(jì)具有全新結(jié)構(gòu)的抗菌肽及其類似物,本論文開展了如下研究工作:1.基于活性苷元與多聚精氨酸綴合的新型抗菌肽類似物的設(shè)計(jì)研究表明,抗菌肽的陽離子性與兩親性結(jié)構(gòu)特性是其發(fā)揮抗菌活性的關(guān)鍵因素。其中,陽離子性促使抗菌肽通過靜電作用識(shí)別并附著于細(xì)菌細(xì)胞;兩親性結(jié)構(gòu)則能使得抗菌肽自聚形成構(gòu)象簇后與細(xì)菌細(xì)胞膜作用,通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜的完整性,導(dǎo)致細(xì)菌死亡。五環(huán)三萜類化合物是在自然界中廣泛存在的天然次級(jí)代謝產(chǎn)物,具有抗菌、抗病毒、抗炎等多種藥理作用及生物學(xué)活性。然而,由于其剛性骨架與疏水性結(jié)構(gòu)引起的生物利用度低等缺陷導(dǎo)致五環(huán)三萜類化合物在臨床應(yīng)用方面受到嚴(yán)重制約。多聚精氨酸(Rn, n為精氨酸個(gè)數(shù))是一類親水性陽離子短肽,被證實(shí)與細(xì)菌細(xì)胞膜具有高親和力,同時(shí)體現(xiàn)了一定的體外抗菌活性。在本研究中,我們將疏水性五環(huán)三萜活性苷元與親水性陽離子多聚精氨酸共價(jià)綴合,使其具有抗菌肽發(fā)揮活性所需的陽離子性與兩親性結(jié)構(gòu)特性,同時(shí)通過二者的綴合釋放出各自潛在的抗菌活性。體外抗菌活性結(jié)果表明,當(dāng)把五環(huán)三萜苷元與多聚精氨酸綴合后,其抗革蘭氏陽性菌活性較單獨(dú)苷元或多聚精氨酸有了顯著的提高,說明五環(huán)三萜苷元與多聚精氨酸之間產(chǎn)生了明顯的協(xié)同作用。此外,除了苷元與精氨酸的綴合物之外,其余綴合物對于金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus, aureus)和枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis,B.subtilis)兩種革蘭氏陽性菌均體現(xiàn)了良好的抗菌活性,其MIC值均低于10μM(1.8-8.6μM),與陽性對照培西加南相當(dāng)。其中,樺木酸(betulinic acid, BA)與R3的綴合物(BAc-R3)具有低溶血性(HC50=215 μM)與高治療指數(shù)(TI=125),且血漿穩(wěn)定性明顯優(yōu)于培西加南。作用機(jī)制研究結(jié)果表明,BAc-R3通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜完整性發(fā)揮抗菌效應(yīng)。2.基于多肽裝訂策略的新型抗菌肽的設(shè)計(jì)CATH-2是來源于雞骨髓細(xì)胞的新型內(nèi)源性抗菌肽,具有抗多種病原菌活性及免疫調(diào)節(jié)功能。研究顯示,CATH-2是由一個(gè)含有脯氨酸的鉸鏈區(qū)相連的兩個(gè)α-螺旋構(gòu)成。其中,包含N端兩親性α-螺旋與鉸鏈區(qū)域的前15個(gè)氨基酸序列(C1-15)為活性必需片段。隨后,E. M. Molhoek等將C1-15的2、5、12位氨基酸殘基替換為疏水性色氨酸,得到抗菌活性與脂多糖中和活性均顯著提高的衍生物F2,5,12W。雖然F2,5,12W較C1-15具有一定的優(yōu)勢,但仍存在易被酶降解、生物利用度低等問題。多肽裝訂策略是近年來研究者們常采取的多肽修飾策略之一,主要指通過共價(jià)鍵將柔性的多肽分子固定為穩(wěn)定的α-螺旋結(jié)構(gòu)以模擬其在天然蛋白—蛋白作用下的狀態(tài)的方法。一方面,通過裝訂策略可以穩(wěn)定多肽高級(jí)結(jié)構(gòu),增加多肽與特異性靶標(biāo)的選擇性,進(jìn)而提高多肽生物活性;另一方面,利用裝訂策略對多肽進(jìn)行構(gòu)象限制,可以減少蛋白酶對多肽酶切位點(diǎn)的識(shí)別,從而改善多肽代謝性質(zhì)。本研究中,我們以文獻(xiàn)報(bào)道的F2,5,12W為先導(dǎo)化合物,針對其易被酶降解的問題,利用多肽裝訂策略,穩(wěn)定F2,5,12W兩親性α-螺旋構(gòu)象,使其保持高抗菌活性的同時(shí)改善酶解穩(wěn)定性。同時(shí)探討不同裝訂方法、不同修飾位點(diǎn)對于F2,5,12W抗菌活性、溶血性與血漿穩(wěn)定性的影響。我們選用S-烷基化裝訂、烯烴裝訂與三氮唑裝訂等三種裝訂方法合成得到了一系列以F2,5,12W為先導(dǎo)肽的裝訂肽。體外抗菌活性評價(jià)結(jié)果顯示,采用烯烴裝訂與以間二溴芐為交聯(lián)劑的S-烷基化裝訂的裝訂肽均保持了與先導(dǎo)肽相當(dāng)?shù)目咕钚?MIC=0.9-7.1μM)。其中,F2,5,12W-2,6A*-st較先導(dǎo)肽顯著改善了血漿穩(wěn)定性,同時(shí)其抗菌活性較先導(dǎo)肽提高了兩倍(MIC=0.9-3.6μM)。綜上所述,本論文共設(shè)計(jì)、合成了 30個(gè)具有陽離子性、兩親性結(jié)構(gòu)特性的苷元—多聚精氨酸綴合物以及16個(gè)以F2,5,12W為先導(dǎo)肽的裝訂肽,并對其抗菌活性、溶血性、血漿穩(wěn)定性進(jìn)行了評價(jià),同時(shí)探討了初步的作用機(jī)制。本論文的創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:(1)疏水性五環(huán)三萜苷元與陽離子多聚精氨酸的共價(jià)綴合,可形成具有抗菌肽發(fā)揮活性所需的陽離子性、兩親性結(jié)構(gòu)。同時(shí),二者的結(jié)合可釋放出各自潛在的抗菌活性。這種苷元-陽離子多聚精氨酸綴合物的設(shè)計(jì)為新型抗菌先導(dǎo)物的發(fā)現(xiàn)與研究提供了一種全新的結(jié)構(gòu)模式。(2)通過多肽裝訂策略對先導(dǎo)抗菌肽進(jìn)行構(gòu)象限制的方法,篩選得到抗菌活性保持、血漿穩(wěn)定性顯著提高的具有裝訂結(jié)構(gòu)的新型抗菌肽。
[Abstract]:In recent years , the antibacterial activity of antibacterial peptide ( AMPs ) is a key factor which can not easily produce drug resistance . In this study , we use the binding strategy to stabilize the high - level structure of the polypeptide , increase the selectivity of the polypeptide to the specific target , and improve the stability of the polypeptide .

【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R91;R96

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 高帥;郭葉;李海燕;方葛敏;;訂書肽的合成與應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2014年01期

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本文編號(hào)：1765973