一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物及其制作方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物及其制作方法和用途，脒类低聚物的抗菌种类包括枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、阴沟肠杆菌。本发明专利技术公开的结构具有破坏细胞膜和结合染色体DNA双重抗菌机制，具有快速杀菌和抗耐药性的特征，呈现出抗菌广谱性。除此以外，该结构利用细菌无细胞核而细菌有细胞核的区别，特异性靶向细菌的DNA，显著地降低了其细胞毒性，提高了其治疗指数。

An antibacterial amidine oligomer with anti drug resistance and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物及其制作方法和用途
本专利技术涉及医药化工领域，更具体地说涉及一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物及其制作方法和用途。
技术介绍
抗生素的耐药性问题已经逐渐成为人类医疗保健的新威胁。近来我们确立了抗耐药性抗菌药这一概念，旨在通过降低耐药性的产生速率来应对这一巨大的威胁。具有抗耐药性的抗菌剂应具有以下特征：1)在药物治疗过程中产生细菌对其产生抗药性的速率较低；2)对具有多药耐药性的病原体有良好的杀灭效果。众所周知，抗生素耐药性产生的根本原因是其靶标发生突变，从而使各种不同作用机理的药物失效。因此，如果一种药物可以靶向于多个靶标，或者其靶标涉及复杂的生物过程，那么产生耐药性的概率将大大降低。抗菌聚合物这个类型的化合物符合抗耐药性这一概念。抗菌聚合物主要的作用机理是破坏细胞膜，而细胞膜的生物合成涉及复杂的生物过程，因此其既具有低耐药性产生速率又具有抗多药耐药性细菌的特性，符合抗耐药性的抗菌剂的要求。然而，细菌细胞膜和哺乳动物细胞膜结构的相似性使抗菌聚合物具有较高的细胞毒性和溶血活性，导致其副作用较大。因此，到目前为止尚无FDA批准的抗菌聚合物用于治疗细菌感染治疗。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物及其制作方法和用途。本专利技术公开的结构具有破坏细胞膜和结合染色体DNA双重抗菌机制，具有快速杀菌和抗耐药性的特征，呈现出抗菌广谱性。除此以外，该结构利用细菌无细胞核而细菌有细胞核的区别，特异性靶向细菌的DNA，显著地降低了其细胞毒性，提高了其治疗指数。为达到上述技术效果，本专利技术的技术方案是：一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物，所述脒类低聚物的分子式如下所示：其中5≤n≤8；其中R的分子式包括式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)、式(Ⅵ)、式(Ⅶ)和式(Ⅷ)中的一种或任意几种；进一步的改进，所述脒类低聚物的分子式中R如式(Ⅳ)所示。一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物的制作方法，包括如下步骤：称取对苯二甲酸二亚氨酸酯盐酸盐、H2N-R-NH2和无水N,N-二甲基甲酰胺DMF混合均匀，加入三乙胺TEA，在惰性气体保护下30℃-40℃搅拌84-96h得到混合物，将混合物的pH调节至1～2，然后截留得到分子量为＞1.5KDa物质，冷冻干燥后即制得脒类低聚物；其中R如式(Ⅰ)、式(Ⅱ)式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)、式(Ⅵ)、式(Ⅶ)或式(Ⅷ)所示；进一步的改进，包括如下步骤：称取对苯二甲酸二亚氨酸酯盐酸盐、1，4-双(3-氨基丙基)哌嗪，然后加入和无水N,N-二甲基甲酰胺DMF混合均匀，加入三乙胺TEA，在惰性气体保护下30℃-40℃搅拌84-96h得到混合物，将混合物的pH调节至1-2，然后截留得到分子量为＞1.5KDa物质，冷冻干燥后即制得脒类低聚物；其中苯二甲酸二亚氨酸酯盐酸盐、1，4-双(3-氨基丙基)哌嗪、TEA的摩尔比为1：1：4。进一步的改进，所述对苯二甲酸二亚氨酸酯盐酸盐包括对苯二甲酸二亚氨酸酯盐酸铁、对苯二甲酸二亚氨酸酯盐酸铝和对苯二甲酸二亚氨酸酯盐酸锂中的一种或任意混合。上述具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物的用途，所述脒类低聚物用于作为抗菌剂。进一步的改进，所述脒类低聚物用于抗菌，所述脒类低聚物的抗菌种类包括枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌、阴沟肠杆菌。附图说明图1为本专利技术的反应示意图；图2为流式实验证明PBAM-4具有较强的破膜能力图；图3为SEM图像：表明PBAM-4处理过的大肠杆菌和鲍曼不动杆菌细胞膜表面都出现了不同程度的皱缩；图4为PBAM-4具有结合细菌基因组DNA的能力图，50μg/mL的PBAM-4和不同浓度的大肠杆菌的基因组DNA(0.05pmol/mL和0.25pmol/mL)孵育之后，粒径有明显的增大；图5为外加DNA对化合物抗菌活性的影响。图6为FITC标记的PBAM-4在枯草芽孢杆菌(上)和大肠杆菌(下)中的分布图；PBAM-4主要分布在细菌细胞的细胞膜和细胞核；图7为罗丹明标记的PBAM-4在NIH/3T3细胞中的分布图；PBAM-4主要分布在哺乳动物细胞的细胞质里边；图8为分别用卡那霉素和PBAM-4的次最小抑菌浓度处理大肠杆菌576代之后，比较其耐药性产生的速率图；图9a正常的NIH/3T3细胞显微镜图；图9b1.24×109CFU/mL的细菌感染NIH/3T3细胞显微镜图，细胞被快速增殖的细菌杀死；图9c10μg/mL的PBAM-4处理细菌感染NIH/3T3细胞的显微镜图，证明PBAM-4可以有效地杀死共培养模型中的细菌，达到拯救细胞的效果；图9d10μg/mL的PBAM-4处理细菌感染NIH/3T3细胞的显微镜图，说明其不会对细胞的形态造成影响，具有良好的生物相容性；图10细菌与红细胞共培养模型。PBAM-4相较于小分子抗生素而言可以有效地拯救与细菌共培养的红细胞，并不产生明显的溶血效应；图11为运用菌感染线虫的模型来评估PBAM-4的活体内抗菌活性图，相较于在体外对这些菌有较好效果的抗生素而言(庆大霉素，环丙沙星和氨苄)，PBAM-4可以高效地完全杀灭线虫感染的这三种多药耐药菌株(铜绿假单胞菌，鲍曼不动杆菌和金黄的葡萄球菌)；图12a为PBAM-4在小鼠表皮感染模型中的抗菌活性研究图；图12b为PBAM-4可以提高感染小鼠的存活率图，数据用student'st-test方法分析，统计学显著差异用星号表示,*P<0.05；图12c为PBAM-4和对照组PBS和环丙沙星组相比可以高效地完全杀灭老鼠感染部位的细菌图。具体实施方式以下通过具体实施方式并且结合附图对本专利技术的技术方案作具体说明，下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。实施例1经试验，本专利技术研发出8中具有广谱抗菌性的抗菌脒类低聚物，其化学式如下所示:其中5≤n≤8；其中R的分子式如式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)、式(Ⅵ)、式(Ⅶ)或式(Ⅷ)所示；为方便记录，R的分子式为式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)、式(Ⅵ)、式(Ⅶ)和式(Ⅷ)时的化合物分别编号为PBAM-1、PBAM-2、PBAM-3、PBAM-4、PBAM-5、PBAM-6、PBAM-7、PBAM-8。8种化合物的抗菌特性如表1和表2所示：表18种化合物的抗菌性一表28种化合物的抗菌性二其中，a表示未测试；b半数溶血率；c,d,e,f,g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物，其特征在于，所述脒类低聚物的分子式如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物，其特征在于，所述脒类低聚物的分子式如下所示：



其中5≤n≤8；
其中R的分子式包括式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)、式(Ⅵ)、式(Ⅶ)和式(Ⅷ)中的一种或任意几种；








2.如权利要求1所述的具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物，其特征在于，所述脒类低聚物的分子式中R如式(Ⅳ)所示。


3.一种具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：称取对苯二甲酸二亚氨酸酯盐酸盐、H2N-R-NH2和无水N,N-二甲基甲酰胺DMF混合均匀，加入三乙胺TEA，在惰性气体保护下30℃-40℃搅拌84-96h得到混合物，将混合物的pH调节至1～2，然后截留得到分子量为＞1.5KDa物质，冷冻干燥后得到即制得脒类低聚物；
其中R如式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)、式(Ⅵ)、式(Ⅶ)或式(Ⅷ)所示；








4.如权利要求3所述的具有抗耐药性的抗菌脒类低聚物的制作方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：白玉罡，冯欣欣，白思蕾，杨凯玲，王建雪，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43