【摘要】：目前,醫(yī)學(xué)臨床上有超過(guò)65-80%的疾病都是由生物被膜感染引起,主要包括:慢性疾病、植入醫(yī)學(xué)器械的導(dǎo)管感染等,這些都是臨床上很難徹底治療的疾病。細(xì)菌聚集發(fā)展成群體,隨后形成的生物被膜,能夠使細(xì)菌的抗藥性增加10-1000倍不等,使得臨床治療更加棘手。雖然已經(jīng)有抗生素協(xié)同聯(lián)合抗生物被膜的治療方法,但是抗生素協(xié)同的機(jī)制不明確使得協(xié)同效果不穩(wěn)定。因此,具有高效廣譜抗菌的抗菌肽是目前公認(rèn)的最具有抗生物被膜潛力的新型藥物。本課題中,通過(guò)對(duì)有廣譜高效抗菌活性的抗菌肽ZXR-2序列的優(yōu)化,主要包括疏水力矩提升、帶電量變化、序列長(zhǎng)短等方面的優(yōu)化,最終通過(guò)多肽二級(jí)結(jié)構(gòu)的確定和生物活性的測(cè)定,得到有抗成熟生物被膜活性的多肽ZXR-2.3(FKILRFIKKLWRSLLA)。通過(guò)結(jié)晶紫染色法測(cè)定殘留生物被膜和生物被膜中細(xì)菌致死實(shí)驗(yàn)判斷ZXR-2.3的降解生物被膜能力及殺死生物被膜中細(xì)菌的能力,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):ZXR-2.3在MIC濃度時(shí)殺菌和分解生物被膜的活性很明顯,但是對(duì)生物被膜中細(xì)菌的致死能力強(qiáng)于其分解生物被膜的能力。同時(shí),將作用機(jī)制不同的IDR-1018(VRLIVAVRIWRR-NH2)和KT2(NGVQPKYKWWKWWKKWW-NH2)分別與ZXR-2.3協(xié)同降解生物被膜,其中加入環(huán)丙沙星抗生素進(jìn)行協(xié)同實(shí)驗(yàn)的比較,因?yàn)橛形恼轮赋鯥DR-1018與環(huán)丙沙星抗生素的協(xié)同效果最好。其中,IDR-1018能夠通過(guò)刺激誘導(dǎo)第二信號(hào)分子(p)ppGpp降解,導(dǎo)致生物被膜的完整性被破壞,從而使成熟生物被膜被降解。而KT2可以穿過(guò)細(xì)胞膜與胞內(nèi)的DNA或其他小分子結(jié)合,以殺死細(xì)菌的方式降解成熟生物被膜。隨后,通過(guò)結(jié)晶紫染色實(shí)驗(yàn)、成熟生物被膜MTT實(shí)驗(yàn)、生物被膜厚度變化,甚至動(dòng)態(tài)培養(yǎng)成熟生物被膜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):能在低濃度誘導(dǎo)生物被膜降解的IDR-1018與ZXR-2.3的協(xié)同性最好,可以同時(shí)降解分離生物被膜和殺死生物被膜細(xì)菌。研究分析發(fā)現(xiàn):兩種多肽降解生物被膜的作用機(jī)制能彌補(bǔ)協(xié)同多肽的不足,IDR-1018主要承擔(dān)解離生物被膜的作用,而ZXR-2.3通過(guò)裂解破壞細(xì)胞膜殺死細(xì)菌,所以兩者的協(xié)同性最好。多肽之間協(xié)同降解生物被膜是一種新的組合方式,將通過(guò)不同作用機(jī)制來(lái)降解生物被膜的多肽協(xié)同降解生物被膜,能更快速的找到降解生物被膜的有效方法。最終,通過(guò)化學(xué)連接、linker連接等多種方法將ZXR-2.3和IDR-1018兩條多肽連接成一條多肽,可同時(shí)具有降解成熟生物被膜和殺死生物被膜細(xì)菌的能力。通過(guò)本課題的實(shí)驗(yàn)研究,不僅通過(guò)多肽序列設(shè)計(jì)獲得了有降解成熟生物被膜能力的ZXR-2.3序列,而且繼續(xù)通過(guò)多肽協(xié)同降解生物被膜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):將降解成熟生物被膜作用機(jī)制不同且互補(bǔ)的兩種多肽協(xié)同反應(yīng),是一種新的快速高效降解生物被膜的方法,為針對(duì)生物被膜引起的疾病進(jìn)行臨床治療具有很大潛力。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R914
【圖文】：

膠凝糖，支鏈淀粉和黃原膠，來(lái)構(gòu)造不同生物菌種的生物被膜［８］。ＥＰＳ中大逡逑量的陽(yáng)離子和陰離子分子，如：糖醛酸、胞外蛋白、糖蛋白、糖脂、ｅＤＮＡ等，能夠逡逑吸附外界帶電物質(zhì)，給生物被膜中微生物提供庇護(hù)生物被膜結(jié)構(gòu)組成如圖１－１所逡逑示，圖中黃色方塊代表的是包裹的細(xì)菌，①類似蘑菇形狀的顯示綠色的部分是生物被逡逑膜基質(zhì)，綠色的深淺代表了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與含氧量的多少，顏色越淺就說(shuō)明含量越少；②逡逑代表了基質(zhì)中的胞外多糖；③表明胞外ＤＮＡ；④說(shuō)明了細(xì)菌的應(yīng)激反應(yīng)；⑤從遺傳基逡逑因產(chǎn)物表達(dá)等多種機(jī)制決定了生物被膜易感性的特征；⑥代表了藥物的外排泵；⑦說(shuō)逡逑明了生物被膜內(nèi)細(xì)菌之間的交流；⑧代表著持續(xù)程序細(xì)胞，幾乎處于休眠的狀態(tài)。逡逑１逡逑ｋ．逡逑

性會(huì)被破壞，因?yàn)樾枰灤┘?xì)胞膜，所以有許多作用模式的假說(shuō)，比如水桶模式、孔逡逑隙模式、地毯模式和聚集模式＿。例如，Ｍａｇａｉｎｉｎ邋１１［３１］，Ａｌａｍｅｔｈｉｃｉｎ［３２】和Ｐｏｌｙｍｙｘｉｎ逡逑Ｂ［＠的作用機(jī)制分別為水桶模式，孔隙模式和地毯模式（分別為圖１－３的Ａ、Ｂ、Ｃ）。逡逑許多的抗菌肽被發(fā)現(xiàn)是通過(guò)胞質(zhì)細(xì)胞膜轉(zhuǎn)移進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)以其他物質(zhì)作為目標(biāo)［３（）］，比如逡逑Ｂｕｆｏｒｉｎ邋ＩＩ是與ＤＮＡ結(jié)合［３４］，ＰＲ－３９是抑制ＤＮＡ／ＲＮＡ／蛋白質(zhì)合成［３５］。逡逑４逡逑

疏水環(huán)境中多肽二級(jí)結(jié)構(gòu)，其中親水環(huán)境懫用ＮａＡｃ溶液進(jìn)行模擬，而疏水環(huán)境用ＳＤＳ逡逑溶液模擬。逡逑圖３－２所示為多肽的二級(jí)結(jié)構(gòu)，圖Ａ為ＺＸＲ－２．１、ＺＸＲ－２．２、ＺＸＲ－２．３三條多肽在逡逑兩種環(huán)境中的二級(jí)結(jié)構(gòu)，圖Ｂ為ＺＸＲ－２．４、ＺＸＲ－２．５、ＺＸＲ－２．６三條多肽在兩種環(huán)境中逡逑的二級(jí)結(jié)構(gòu)，圖Ｃ為ＺＸＲ－２．７和ＺＸＲ＿２．８兩條多肽在兩種環(huán)境中的二級(jí)結(jié)構(gòu)，圖Ｄ逡逑為ＺＸＲ－２．３－１和ＺＸＲ－２．３－２兩條多肽在兩種環(huán)境中的二級(jí)結(jié)構(gòu)�？梢詮闹邪l(fā)現(xiàn)，當(dāng)多逡逑肽在親水環(huán)境中時(shí)，在１９８邋ｎｍ有一負(fù)峰，根據(jù)特征峰的結(jié)果分析，表明此時(shí)多肽的逡逑二級(jí)結(jié)構(gòu)以無(wú)規(guī)卷曲為主。而當(dāng)多肽處于疏水環(huán)境（ＳＤＳ溶液）中時(shí)，在１９８邋ｎｍ處逡逑的負(fù)峰消失，卻在２０８ｎｍ處有一明顯負(fù)峰，在２２２ｎｍ處有輕微的負(fù)峰，說(shuō)明當(dāng)多肽逡逑處于類似于細(xì)胞膜一樣的疏水環(huán)境中時(shí)，兩者都形成了邋ａ－螺旋結(jié)構(gòu)。逡逑從實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

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5 胡丹丹;紫檀

本文編號(hào)：2786470