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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医药领域,具体涉及一种具有优异的体外抗菌活性,良好的血清及胰酶稳定性的两亲性阳离子抗菌糖脂肽glip的制备及其在治疗细菌感染中的应用。
技术介绍
1、传统抗生素以其强大的抗菌活性在全球范围内有效治疗传染病。然而在过去的几十年里,由于抗生素的过度使用,导致耐药细菌的不断涌现,这对传统的抗生素治疗构成了巨大挑战。因此,迫切需要开发新的抗菌剂来对抗耐药病原微生物。抗菌肽是许多生物体产生的机体免疫防御系统的关键组成部分。大多数抗菌肽是阳离子抗菌肽,这些肽分子通过携带的正电荷与带负电荷的细菌膜结合,然后抗菌肽的两亲性二级结构通过形成瞬时跨膜孔洞或将细菌细胞膜破坏为肽包被的囊泡,导致膜结构的破坏,进而导致菌体死亡。抗菌肽因其非特异性膜靶向性往往具有强大、广谱、高度易感的抗菌活性,与传统抗生素相比在延缓或抑制细菌耐药性发展方面的优势使其成为有希望的候选者。
2、抗菌肽的生物活性和特异性受到多种因素的影响,比如净电荷、疏水性、两亲性、α-螺旋二级结构等。大多数抗菌肽都带有净正电荷,净电荷数目从+2至+9不等,而抗菌肽抗菌活性与所含正电荷的数目密切相关,研究发现增加正电荷的数目可以提高抗菌肽的抗菌活性,但是过高的正电荷数使抗菌肽分子之间的静电斥力增大,超过了抗菌肽与细菌细胞膜的静电引力,从而不利于抗菌肽和细菌细胞膜的结合,使抗菌肽的抗菌活性降低。疏水性对抗菌肽与细菌脂膜的相互作用至关重要,它控制了抗菌肽分配到细菌膜脂质层的程度。与净电荷类似,研究表明,适当增加疏水性可以显著提高抗菌肽的抗菌活性,且对溶血活性没有显著影响。
3、离子液因其作为“绿色溶剂”的潜在作用而引起广泛关注。最近,人们发现离子液在抗菌活性方面有广阔的应用前景。与阳离子抗菌剂类似,阳离子离子液具有亲脂性烷基链部分和带正电阳离子基团部分,阳离子基团附着在带负电的细菌膜表面,然后烷基链插入脂质双分子层,破坏膜结构以增加渗透性或导致胞内内容物泄漏。
4、脂肽是由抗菌肽n末端与脂肪酸偶联形成,抗菌肽的n端酰化赋予抗菌肽额外的疏水性,可以显著提高其破膜能力,并可以减少蛋白酶的降解,增强抗菌肽的酶稳定性,延长抗菌肽在体内的血浆半衰期,提高生物利用度。而糖基化是蛋白质一种常见的翻译后修饰,对其结构和功能有着决定性的影响。抗菌肽的糖基化修饰可能会对其稳定性、抗菌活性、病原体特异性、组织或细胞靶向以及免疫调节等产生影响。此外,糖基化修饰通过掩盖肽中的蛋白酶降解位点或改变其构象,使肽更紧密或对蛋白酶有保护作用,也可以使肽折叠成最佳结构,而不会影响其抗菌性能。
5、因此,本专利技术基于脂化和糖基化修饰对抗菌肽生物活性的重要影响,设计并合成了一种具有优异抗菌活性的的新型阳离子两亲性抗菌糖脂肽glip。其中,带正电荷的亲水性氨基酸lys(k)为抗菌肽提供正电荷,使其与带负电荷的细菌膜产生静电吸引;将疏水性氨基酸leu(l)、phe(f)和trp(w)引入以提高疏水性,增强抗菌肽对细菌膜的破坏能力;离子液和单糖分子的偶联将进一步提高所得抗菌糖脂肽的抗菌活性。本专利技术抗菌糖脂肽将为细菌感染的治疗提供新的可行方案,具有极好的应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于根据多肽固相合成技术制备具有良好抗菌活性及稳定性的两亲性抗菌糖脂肽glip,本专利技术的第二个目的在于将所制备的抗菌糖脂肽分子应用于细菌感染的治疗。
2、为实现本专利技术的目的,本专利技术提供了如下技术方案:
3、本专利技术两亲性阳离子抗菌糖脂肽glip的氨基酸序列为c12h20n2o-trp-lys-lys-leu-leu-lys-trp-trp-leu-lys-lys-phe-lys-lys-leu-asp-c6h12no5(简写为c12h20n2o-wkkllkwwlkkfkkld-c6h12no5),其中trp(w)为色氨酸,lys(k)为赖氨酸,leu(l)为亮氨酸,phe(f)为苯丙氨酸,asp(d)为天冬氨酸,其n端所连接修饰为c12h21n2o2,c端连接单糖分子为c6h13no5。其设计方法如下:基于抗菌肽的几种重要生物学特征(净正电荷、两亲性和α-螺旋结构),将带正电荷的亲水性氨基酸lys(k)和疏水性氨基酸leu(l)、phe(f)和trp(w)引入所设计的氨基酸序列,并分别再其n端和c端偶联了离子液c12h21n2o2和单糖分子c6h13no5得到抗菌糖脂肽。根据所设计的肽序列,通过多肽固相合成法由c端至n端依次偶联氨基酸并脱除n末端氨基酸的fmoc保护基得到多肽树脂,在多肽树脂的n端偶联合成的离子液c12h21n2o2并脱除树脂,然后在抗菌脂肽的c端偶联单糖分子c6h13no5,最后将所得抗菌糖脂肽的的所有侧链保护基脱除。所述抗菌糖脂肽结构式如下:
4、
5、通过圆二色光谱测定所得抗菌糖脂肽glip的二级结构;采用微量肉汤稀释法对制备得到的抗菌糖脂肽glip进行体外抗菌活性检测;对制备得到的抗菌糖脂肽glip进行血清稳定性、胰酶稳定性及生物相容性研究;研究所述抗菌糖脂肽glip的抗菌机理;最后,评价抗菌糖脂肽glip的体内抗菌活性。
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1.一种抗菌糖脂肽GLIP,其特征在于,所述抗菌糖脂肽GLIP从N端到C端序列为C12H20N2O-Trp-Lys-Lys-Leu-Leu-Lys-Trp-Trp-Leu-Lys-Lys-Phe-Lys-Lys-Leu-Asp-C6H12NO5(简写为C12H20N2O-WKKLLKWWLKKFKKLD-C6H12NO5),其中,Trp(W)为色氨酸,Lys(K)为赖氨酸,Leu(L)为亮氨酸,Phe(F)为苯丙氨酸,Asp(D)为天冬氨酸,其N端所连接修饰为C12H21N2O2,C端连接单糖分子为C6H13NO5(D-(+)-葡萄糖胺),结构式如下所示:
2.根据权利要求1的一种抗菌糖脂肽GLIP,其特征在于,其制备方法包括:
3.根据权利要求1的一种抗菌糖脂肽GLIP,其特征在于,其制备方法包括:
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述抗菌糖脂肽制备方法还包括对抗菌肽骨架N端进行脂化修饰和对C末端进行糖基化修饰的步骤。
5.根据权利要求1的一种抗菌糖脂肽GLIP,其特征在于,所述抗菌糖脂肽在制备抗菌剂中及制备治疗细菌感染
...【技术特征摘要】
1.一种抗菌糖脂肽glip,其特征在于,所述抗菌糖脂肽glip从n端到c端序列为c12h20n2o-trp-lys-lys-leu-leu-lys-trp-trp-leu-lys-lys-phe-lys-lys-leu-asp-c6h12no5(简写为c12h20n2o-wkkllkwwlkkfkkld-c6h12no5),其中,trp(w)为色氨酸,lys(k)为赖氨酸,leu(l)为亮氨酸,phe(f)为苯丙氨酸,asp(d)为天冬氨酸,其n端所连接修饰为c12h21n2o2,c端连接单糖分子为...
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