一种自组装抗菌肽制造技术

本发明专利技术提供了一种自组装抗菌肽，属于自组装多肽领域。该抗菌肽序列为Nap‑Phe‑Phe‑Lys‑Pro‑Leu‑Gly‑Leu‑Ala‑Arg‑Lys(Nap为萘基，Phe为苯丙氨酸，Lys为赖氨酸，Pro为脯氨酸，Leu为亮氨酸，Gly为甘氨酸，Ala为丙氨酸，Arg为精氨酸)是一种阳离子型两亲性短肽。本发明专利技术抗菌肽具有良好的自组装能力，且其自组装行为呈现出酶响应性；同时，该抗菌肽在特定浓度范围(50‑150μM)对革兰氏阴性菌、人体细胞和动物细胞不具有毒性，仅对革兰氏阳性菌具有很强的选择性杀伤能力，即具有优良的抗菌活性和选择性。

【技术实现步骤摘要】
一种自组装抗菌肽
本专利技术属于自组装多肽领域，具体涉及一种阳离子型的两亲性自组装抗菌肽。
技术介绍
自发现青霉素以来，抗生素一直是人类治疗病原微生物感染疾病的有力武器。但由于传统抗生素主要通过干扰细菌的细胞壁、DNA或蛋白质的生物合成发挥抗菌作用，易产生病原菌耐药性和抑制免疫功能等，严重影响治疗效果，因而迫切要求开发新型抗生素。抗菌肽是一类小分子多肽，一般由不超过60个氨基酸残基组成。这类活性多肽多数具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌活性等特点，对细菌、真菌、肿瘤细胞等有着广泛的抑制作用，为开发新型抗生素提供了新的广阔的来源。传统抗菌肽的研发主要是从昆虫、细菌、真菌、动植物等物种中发现并分离获得具有抗菌活性的多肽。近年来，人工设计、合成自组装抗菌肽的研究成为材料学和生物医药等领域的研究热点。由于L-型天然氨基酸组成的自组装抗菌肽具有生物相容性高，细胞毒性低，降解性可控，细胞内运载效率高等优点，同时还能降低药物的毒副作用，因而在抗菌药物开发方面有着巨大的发展前景。研究表明，自组装抗菌肽的抗菌能力往往与其独特的自组装体结构有密切的关系，而且自组装抗菌肽主要作用于细菌的细胞膜，通过物理破膜作用而导致细胞破裂和死亡，不易产生耐药性。目前，利用人工合成多肽的可设计性和针对性强的优点，多种自组装抗菌肽被开发并应用于包括在生物支架、载药、止血、和抗菌等多个方面。但现阶段，人们对自组装抗菌肽结构与活性的关系认识还不够深入，如何通过肽分子的改造和设计开发出高效、高选择性的抗菌药物也是一个难题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种自组装抗菌肽，该抗菌肽具有很强的自组装能力，且其自组装行为对基质金属蛋白酶有良好的响应性；同时，该抗菌肽在特定浓度范围(50-150μM)对革兰氏阴性菌、人体细胞和动物细胞不具有毒性，仅对革兰氏阳性菌具有很强的选择性杀伤能力，即具有优良的抗菌活性和选择性。本专利技术的一方面提供了一种自组装抗菌肽，所述自组装抗菌肽具有序列：Nap-Phe-Phe-Lys-Pro-Leu-Gly-Leu-Ala-Arg-Lys，具体结构如下：其中，Nap为萘基，Phe为苯丙氨酸，Lys为赖氨酸，Pro为脯氨酸，Leu为亮氨酸，Gly为甘氨酸，Ala为丙氨酸，Arg为精氨酸。在上述结构中，所述自组装抗菌肽含有疏水自组装基元Nap-Phe-Phe，酶活性片段Pro-Leu-Gly-Leu-Ala，正电性氨基酸残基Lys与Arg。所述自组装抗菌肽在pH为7.0、离子强度为10mM的PBS缓冲液中，浓度达到1.0mM以上时，自组装为直径为5.0±0.5nm的纳米纤维，在基质金属蛋白酶存在条件下自组装为直径为7.0±1.0nm的纳米纤维。本专利技术的另一方面提供了一种组合物，含有如上述技术方案所述的自组装抗菌肽或其任意混合物。可以理解的是，所述组合物可为洗手液、洗面奶、洗发香波、沐浴液、女性护理洗液、漱口水、牙膏、香皂、化妆品、洗衣皂、洗衣液、洗涤灵或消毒液等。在上述的组合物中，所述抗菌肽在50μM浓度以上时，对革兰氏阳性菌生长具有抑制性；在50-150μM浓度范围内，对革兰氏阳性菌生长具有显著抑制性，但对革兰氏阴性菌以及人体细胞、动物细胞没有明显抑制性；在150μM浓度以上时，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌以及人体细胞、动物细胞均具有显著抑制性。优选的，所述革兰氏阳性菌选自金黄色葡萄球菌S.aureus和枯草杆菌B.subtilis168中的至少一种。优选的，所述革兰氏阴性菌选自大肠杆菌E.coli和铜绿假单胞菌P.aeruginosa中的至少一种。优选的，所述人体细胞选自人宫颈癌细胞HeLa，所述动物细胞选自小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3。本专利技术的又一方面提供了一种如上述技术方案所述的自组装抗菌肽在制备抑制金黄色葡萄球菌S.aureus的抗菌药物中的应用。可以理解的是，本领域技术人员可根据上述所筛选出的选择性浓度以适宜比例加入到抑制金黄色葡萄球菌S.aureus的抗菌药物中。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术肽序列为Nap-Phe-Phe-Lys-Pro-Leu-Gly-Leu-Ala-Arg-Lys，是一种阳离子型两亲性短肽，分子含有不同功能片段，包括疏水自组装基元Nap-Phe-Phe，可以促进分子自组装及与细胞膜的疏水作用；酶活性片段Pro-Leu-Gly-Leu-Ala，可以在基质金属蛋白酶作用下发生酶解，释放出自组装基元；正电性氨基酸残基Lys与Arg，可以增加分子的水溶性及其与细胞膜表面的静电结合；(2)本专利技术抗菌肽具有良好的自组装能力，且其自组装行为呈现对基质金属蛋白酶的响应性；(3)本专利技术抗菌肽在特定浓度范围(50-150μM)对革兰氏阴性菌(大肠杆菌E.coli、铜绿假单胞菌P.aeruginosa)以及人体细胞(人宫颈癌细胞HeLa)和动物细胞(小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3)不具有毒性，仅对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌S.aureus、枯草杆菌B.subtilis168)具有很强的选择性杀伤能力，即具有优良的抗菌活性和选择性。附图说明图1(a)不同浓度多肽分子溶液的圆二色谱，(b)1.0mM和(c)2.0mM多肽溶液的自组装结构的原子力显微镜形貌图；图2负染法透射电镜表征(a)0.5mM多肽分子溶液自身的聚集体结构和(b)基质金属蛋白酶存在下0.5mM多肽分子溶液中的组装体结构；图3(a)0.5mM多肽分子溶液自身和(b)基质金属蛋白酶存在下0.5mM多肽分子溶液的质谱表征；图4大肠杆菌E.coli、铜绿假单胞菌P.aeruginosa、金黄色葡萄球菌S.aureus、枯草杆菌B.subtilis168、人宫颈癌细胞HeLa、小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3在多肽分子存在下的存活率表征结果。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1自组装抗菌肽的合成：1、材料(1)称取MBHA树脂(甲苯氢胺树脂)0.7861g；(2)配制浓度为0.2mol/L的下列物质的DMF(二甲基甲酰胺)溶液：Fmoc-Phe-OH(N-芴甲氧羰酰基-苯丙氨酸)：体积21mL，质量1.63g；Fmoc-Lys(Boc)-OH(N-芴甲氧羰酰基-N’-叔丁氧羰酰基-赖氨酸)：体积21mL，质量1.97g；Fmoc-Pro-OH(N-芴甲氧羰酰基-脯氨酸)：体积11mL，质量0.74g；Fmoc-Leu-OH(N-芴甲氧羰酰基-亮氨酸)：体积21mL，质量1.48g；Fmoc-Gly-OH(N-芴甲氧羰酰基-甘氨酸)：体积11mL，质量0.65g；Fmoc-Ala-OH(N-芴甲氧羰酰基-丙氨酸)：体积11mL，质量0.68g；Fmoc-Arg(Pbf)-OH(N-芴甲氧羰酰基-2,2,4,6,7-五甲基二氢苯并呋喃-5-磺酰-精氨酸)：体积11mL，质量1.43g；Nap-CH2COOH：体积11mL，质量0.41g；配置上述溶液后，充分搅拌。(3)配制下述合成试剂：①活化剂：取HBTU(O-苯并三氮唑-四甲基脲六氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自组装抗菌肽，其特征在于，所述自组装抗菌肽具有序列：Nap‑Phe‑Phe‑Lys‑Pro‑Leu‑Gly‑Leu‑Ala‑Arg‑Lys，具体结构如下：其中，Nap为萘基，Phe为苯丙氨酸，Lys为赖氨酸，Pro为脯氨酸，Leu为亮氨酸，Gly为甘氨酸，Ala为丙氨酸，Arg为精氨酸。

【技术特征摘要】
1.一种自组装抗菌肽，其特征在于，所述自组装抗菌肽的序列为：Nap-Phe-Phe-Lys-Pro-Leu-Gly-Leu-Ala-Arg-Lys，所述自组装抗菌肽的具体结构如下：其中，Nap为萘基，Phe为苯丙氨酸，Lys为赖氨酸，Pro为脯氨酸，Leu为亮氨酸，Gly为甘氨酸，Ala为丙氨酸，Arg为精氨酸。2.根据权利要求1所述的自组装抗菌肽，其特征在于，所述自组装抗菌肽的疏水自组装基元为Nap-Phe-Phe，酶活性片段为Pro-Leu-Gly-Leu-Ala，正电性氨基酸残基为Lys与Arg。3.根据权利要求1所述的自组装抗菌肽，其特征在于，所述自组装抗菌肽在pH为7.0、离子强度为10mM的PBS缓冲液中，浓度达到1.0mM以上时，自组装为直径为5.0±0.5nm的纳米纤维，在基质金属蛋白酶存在条件下自组装为直径为7.0±1.0nm的纳米纤维。4.一种组合物，其特征在于，含有如权利要求1所述的自组...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹美文，徐海，王继乾，王宁宁，谢子龙，赵文婧，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37