一种基于理性分子设计构建的抗菌肽HSP-M4及制备方法和应用技术

本申请涉及生物医药技术领域，尤其涉及一种基于理性分子设计构建的抗菌肽HSP

【技术实现步骤摘要】
一种基于理性分子设计构建的抗菌肽HSP
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M4及制备方法和应用


[0001]本申请涉及生物医药
，尤其涉及一种基于理性分子设计构建的抗菌肽HSP
‑
M4及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]抗生素作为二十世纪最伟大的专利技术，对人类抵抗病原体感染方面发挥了重要的贡献，但随着抗生素的滥用，临床发现细胞多药耐药性问题突出，会产生超级细菌，而目前的抗生素研发速度远远跟不上细菌耐药性的进化步伐，这是由于抗生素杀菌机制主要有一个特定的受体，例如DNA、细胞膜上的泵、肽聚糖层等，而抗菌肽没有一个特定的靶受体，主要通过物理作用破坏细胞膜结构。抗菌肽独特的杀菌机制的原理为富有正电荷和两亲性的抗菌肽与细菌细胞膜中负电荷发生静电吸附，随后的疏水序列进入细胞膜磷脂双分子层内部，破坏细胞膜结构，干扰细胞的渗透压，最终导致细菌破裂死亡，因此抗菌肽不容易产生耐药性，基于此，抗菌肽有望成为解决抗生素耐药性问题最有效的方向之一。
[0003]抗菌肽是生物体内针对外界病原体感染产生的一类防御性多肽，存在与多种生物体内。因此，根据抗菌肽来源划分，可以分为细菌抗菌肽、动物抗菌肽、植物抗菌肽等。一般抗菌肽的氨基酸序列长度约为10
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50个氨基酸，序列中常含有正电荷的氨基酸残基(例如，赖氨酸、精氨酸)以及疏水性氨基酸(如芳香族氨基酸)，该特性是抗菌肽分子与靶细胞结合的结构基础，其中抗菌肽的二级结构方面以α
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螺旋最多，而该结构是抗菌肽维持活性的主要结构，目前抗菌肽的生物活性较广，可以抑制G+、G
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、真菌以及病毒等微生物，还可以抑制寄生虫、肿瘤细胞生长，另外在食品防腐方面也发挥了重要作用。
[0004]HSP
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1(Hylaseptin
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1)最初是从林蛙(通常在湿地地区发现巴西北部和东北部地区)中分离出来的天然抗菌肽。活性实验表明，HSP
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1没有显示出明显的溶血活性，毒副作用较小，但是对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌具有轻度的抑制作用，而对真菌抑制作用较好，基于此，HSP
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1常被选为抗菌肽修饰对象，但是由于抗菌肽的对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌这类细菌的抑制作用不明显，因此如何开发一种HSP
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1抗菌肽，以提高抗菌肽对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌这类细菌的抑制作用，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种基于理性分子设计构建的抗菌肽HSP
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M4及制备方法和应用，以解决现有技术中HSP
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1抗菌肽对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌的抑制作用不明显的技术问题。
[0006]第一方面，本申请提供了一种基于理性分子设计构建的抗菌肽HSP
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M4，所述抗菌肽HSP
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M4的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述抗菌肽HSP
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M4为抗菌肽HSP
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1的衍生肽。
[0007]可选的，所述抗菌肽HSP
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M4的C端为乙酰胺化末端。
[0008]第二方面，本申请提供了一种制备第一方面所述的抗菌肽HSP
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M4的方法，所述方法包括：
[0009]优化野生型HSP
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1的氨基酸序列，得到多个抗菌肽的衍生肽；
[0010]对所述衍生肽进行二级结构预测，后进行抗菌活性检测和细胞毒性检测，确定最佳的衍生肽。
[0011]可选的，所述优化包括以优化净电荷数和疏水性为目标进行优化。
[0012]可选的，所述优化还包括对所述野生型HSP
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1的氨基酸序列进行改造，所述改造包括以截断所述野生型HSP
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1的氨基酸序列的N端和/或截断所述野生型HSP
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1的氨基酸序列的C端和/或延长所述野生型HSP
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1的氨基酸序列的α螺旋的方式进行改造。
[0013]第三方面，本申请提供了一种第一方面所述的抗菌肽HSP
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M4在制备药物组合物中的应用，所述药物组合物用于抗细菌或抗真菌。
[0014]可选的，所述细菌包括大肠杆菌和/或金黄色葡萄球菌；和/或，
[0015]所述真菌包括白色念珠球菌。
[0016]第四方面，本申请提供了一种抗菌药物，所述抗菌药物包括第一方面所述的抗菌肽HSP
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M4的活性成分。
[0017]可选的，所述抗菌药物为治疗细菌感染性和/或真菌感染性的药物。
[0018]可选的，所述细菌感染由大肠杆菌和/或金黄色葡萄球菌所引起；和/或，
[0019]所述真菌感染由白色念珠球菌所引起。
[0020]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0021]本申请实施例提供的一种基于理性分子设计构建的抗菌肽HSP
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M4，通过针对天然的抗菌肽HSP
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1进行分子改造，通过对抗菌肽HSP
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1的氨基酸序列进行优化和改造，再通过二级结构预测、抗菌活性检测和细胞毒性检测，形成低毒性的抗菌肽HSP
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M4，同时该抗菌肽HSP
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M4对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的杀菌活力较天然的抗菌肽HSP
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1有明显的提高。
附图说明
[0022]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请实施例提供的抗菌肽HSP
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M4的示意图；
[0025]图2为本申请实施例提供的制备方的流程示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的HSP
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1系列抗菌肽经heliQuest软件分析的螺旋投影模型，
[0027]其中，疏水面如图3中箭头所示，其疏水距达到最大值0.793；
[0028]图4为本申请实施例提供的HSP
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1系列抗菌肽经I
‑
TASSER软件预测的二级结构模型；
[0029]图5为本申请实施例提供的HSP
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1系列抗菌肽的红细胞溶血率的结果示意图；
[0030]图6为本申请实施例提供的HSP
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1系列抗菌肽的HEK293细胞毒性的结果示意图。
具体实施方式
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于理性分子设计构建的抗菌肽HSP
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M4，其特征在于，所述抗菌肽HSP
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M4的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述抗菌肽HSP
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M4为抗菌肽HSP
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1的衍生肽。2.根据权利要求1所述的抗菌肽HSP
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M4，其特征在于，所述抗菌肽HSP
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M4的C端为乙酰胺化末端。3.一种制备如权利要求1或2所述的抗菌肽HSP
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M4的方法，其特征在于，所述方法包括：优化野生型HSP
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1的氨基酸序列，得到多个抗菌肽的衍生肽；对所述衍生肽进行二级结构预测，后进行抗菌活性检测和细胞毒性检测，确定最佳的衍生肽。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述优化包括以优化净电荷数和疏水性为目标进行优化。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述优化还包括对所述野生型HSP
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【专利技术属性】
技术研发人员：程孝中，陈亚军，汪亦鸣，朱桂兰，鲁红侠，张雁，赵艳梅，蒋雨琪，
申请(专利权)人：合肥师范学院，
类型：发明
国别省市：