一种含色氨酸抗菌肽及其合成方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种自组装诱导的含色氨酸抗菌肽及其合成方法和应用，属于抗菌剂制备技术领域；本发明专利技术中首先合成了具有抗菌性能的含色氨酸抗菌肽，即以Fmoc保护的赖氨酸

【技术实现步骤摘要】
一种含色氨酸抗菌肽及其合成方法和应用


[0001]本专利技术属于抗菌剂制备
，具体涉及一种含色氨酸抗菌肽及其合成方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，致病细菌对抗生素的广泛耐药性已成为一个全球威胁问题。许多处于临床开发的抗生素仍属于现有的化合物家族，其可用性可能会因临床菌株耐药性的快速发展而降低。因此，迫切需要开发具有新的作用机制的抗菌剂。
[0003]与主要通过特定的受体
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蛋白质相互作用而发挥作用的传统抗生素不同，抗菌肽(Antimicrobial peptides，AMPs)通常通过非受体介导的病原体的膜裂解来发挥抗菌活性，因此它们并不会使细菌产生耐药性。大多数抗菌肽都同时具有阳离子及疏水氨基酸残基，从而使其在极性生物体环境下具有两亲性，进而能够破坏细菌膜。AMPs的抗菌原理为：细菌膜和AMPs存在静电相互作用，因为细菌膜由阴离子脂类如磷脂酰甘油和心磷脂以及两亲性离子脂质磷脂酰乙醇胺组成，一旦AMPs富含带电残基的极侧与阴离子细菌膜结合，肽链的疏水区域就会进一步穿插进入磷脂双分子层中疏水区域，从而诱导膜通透性，杀死细菌。并且，与细菌带负电细胞膜不同，哺乳动物的正常细胞表面主要由带中性电荷的磷脂组成，如鞘脂或磷脂酰胆碱等，所以AMPs只会选择性杀伤细菌而不会损害正常细胞。AMPs因其高特异性、没有耐药倾向、良好的生物相容性等特点而具有广谱抗菌活性，在作为传统抗生素的潜在替代品方面广受关注。
[0004]近年来，国内外学者对于抗菌肽的设计大多集中在天然、长链多肽上，或者耦合其他有抗菌能力的聚合物及金属纳米例子等。如HnMc肽复合胶束是由嵌合抗菌脂多肽(DSPE
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PEG
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HnMc)和两亲性生物可降解聚合物自组装而成，其具有很高的特异性，可以很容易地检测到广泛的细菌感染，是一种很好的耐药细菌感染的靶向抗菌剂；具有壳
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核结构的复合材料AgPW@PDA@Nisin可以破坏金黄色葡萄球菌的细胞膜，导致核苷酸泄漏，改变其通透性，破坏细胞完整性而杀死细菌；TAT(YGRKKRRQRRR)是从HIV糖蛋白衍生的肽，TAT被用作对抗耐药性细菌的抗菌肽，以及其他多肽、蛋白质、纳米颗粒或抗癌药物的转运体，其在体内对金黄色葡萄球菌的抑制非常有效。但是包括上述所述的AMPs的应用主要集中在天然的复杂长链多肽及其衍生物，大多包含20
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50个氨基酸残基，合成困难，生产成本较高。因此，需要提供一种结构明确、序列可控的短肽AMPs的合成方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种自组装诱导的含色氨酸抗菌肽及其合成方法和应用；本专利技术中首先合成了具有抗菌性能的含色氨酸抗菌肽，即以Fmoc保护的赖氨酸
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色氨酸
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赖氨酸三肽(Fmoc
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KWK)，然后将Fmoc
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KWK自组装得到所述抗菌性能更好的Fmoc
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KWK组装体；所述Fmoc
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KWK组装体为纳米纤维状，其通过自组装诱导的色氨酸残基的手性排列来促进多肽纳米结构与细菌细胞膜结合，从而达到杀死细菌的目的；本专利技术所述
Fmoc
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KWK和Fmoc
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KWK组装体结构明确、序列可控，并且不含有可能引发特异性识别的抗原表位，能够避免引起适应性免疫反应，在作为抗菌材料构筑基元时比长链多肽更具优势。
[0006]为了实现上述技术目的，本专利技术是采用以下技术手段。
[0007]本专利技术首先提供了一种含色氨酸抗菌肽，所述含色氨酸抗菌肽记为Fmoc
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KWK，其结构式为：
[0008][0009]本专利技术还提供了上述含色氨酸抗菌肽的合成方法，具体包括如下步骤：
[0010](1)向多肽固相合成柱中加入活化后的树脂，然后向其中加入Fmoc脱保护试剂对活化后的树脂进行Fmoc保护基团脱除反应，重复Fmoc保护基团脱除反应若干次，得到树脂A；
[0011](2)将Fmoc保护的赖氨酸(Fmoc
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Lys(Boc)
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OH)、缩合剂苯并三氮唑
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N,N,N',N'
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四甲基脲六氟磷酸酯(HBTU)、1
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羟基苯并三唑(HOBt)和N,N
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二异丙基乙胺(DIPEA)溶于二甲基甲酰胺(DMF)中，得到氨基酸溶液A；
[0012]将氨基酸溶液A加入到含有树脂A的多肽固相合成柱中，然后将含有树脂A的多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行缩合反应，反应结束后洗涤并抽干，得到树脂B；
[0013](3)将Fmoc保护的色氨酸(Fmoc
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Trp
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OH(Boc)
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OH)、缩合剂HBTU、HOBt和DIPEA溶于DMF，得到氨基酸溶液B；
[0014]重复步骤(1)的步骤来脱除树脂B中的Fmoc保护基团，然后将氨基酸溶液B加入到含有树脂B的多肽固相合成柱中，然后将含有树脂B的多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行缩合反应，反应结束后洗涤并抽干，得到树脂C；
[0015](4)将Fmoc保护的赖氨酸(Fmoc
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Lys(Boc)
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OH)、缩合剂HBTU、HOBt和DIPEA溶于DMF中，得到氨基酸溶液C；
[0016]重复步骤(1)的步骤来脱除树脂C中的Fmoc保护基团，然后将氨基酸溶液C加入到含有树脂C的多肽固相合成柱中，然后将含有树脂C的多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行缩合反应，反应结束后洗涤并抽干，得到树脂D；
[0017](5)向含有树脂D的多肽固相合成柱中加入脱保护试剂，然后将多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行脱保护反应，反应结束后冲洗并抽干；重复以上步骤若干次，得到树脂E；
[0018](6)向含有树脂E的多肽固相合成柱中加入裂解液，然后将多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行裂解反应，反应结束后过滤取滤液；
[0019]接着对滤液进行氮气鼓泡，鼓泡结束后向其中加入预冷的乙醚，离心取沉淀，洗涤，干燥，得到多肽粗产品；
[0020]将多肽粗产品高效液相色谱分离纯化，纯化结束后冷冻干燥，得到含色氨酸抗菌肽，记为Fmoc
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KWK。
[0021]优选地，步骤(1)中，所述树脂包括Rink
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Amide
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AM树脂；
[0022]所述Fmoc脱保护试剂由体积比为1:4的哌啶和DMF配制得到；
[0023]所述活化后的树脂和Fmoc脱保护试剂的用量比为5mL：100mg；
[0024]所述Fmoc保护基团脱除反应在室温下下反应15～20min，所述Fmoc保护基团脱除反应重复2～3次。
[0025]优选地，步骤(2)中，Fmoc
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含色氨酸抗菌肽，其特征在于，所述含色氨酸抗菌肽的结构式为：2.权利要求1所述的含色氨酸抗菌肽的合成方法，其特征在于，包括：(1)向多肽固相合成柱中加入活化后的树脂，然后向其中加入Fmoc脱保护试剂对活化后的树脂进行Fmoc保护基团脱除反应，重复Fmoc保护基团脱除反应若干次，得到树脂A；(2)将Fmoc
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Lys(Boc)
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OH、HBTU、HOBt和DIPEA溶于DMF中，得到氨基酸溶液A；将氨基酸溶液A加入到含有树脂A的多肽固相合成柱中，然后将含有树脂A的多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行缩合反应，反应结束后洗涤并抽干，得到树脂B；(3)将Fmoc
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Trp
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OH(Boc)
‑
OH、HBTU、HOBt和DIPEA溶于DMF，得到氨基酸溶液B；重复步骤(1)的操作来脱除树脂B中的Fmoc保护基团，然后将氨基酸溶液B加入到含有树脂B的多肽固相合成柱中，然后将含有树脂B的多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行缩合反应，反应结束后洗涤并抽干，得到树脂C；(4)将Fmoc
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Lys(Boc)
‑
OH、HBTU、HOBt和DIPEA溶于DMF中，得到氨基酸溶液C；重复步骤(1)的操作来脱除树脂C中的Fmoc保护基团，然后将氨基酸溶液C加入到含有树脂C的多肽固相合成柱中，然后将含有树脂C的多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行缩合反应，反应结束后洗涤并抽干，得到树脂D；(5)向含有树脂D的多肽固相合成柱中加入脱保护试剂，然后将多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行脱保护反应，反应结束后冲洗并抽干；重复以上步骤若干次，得到树脂E；(6)向含有树脂E的多肽固相合成柱中加入裂解液，然后将多肽固相合成柱放入多肽合成仪中进行裂解反应，反应结束后过滤取滤液；接着对滤液进行氮气鼓泡，鼓泡结束后向其中加入预冷的乙醚，离心取沉淀，洗涤，干燥，得到多肽粗产品；将多肽粗产品高效液相色谱分离纯化，纯化结束后冷冻干燥，得到含色氨酸抗菌肽，记为Fmoc
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KWK。3.根据权利要求2所述的含色氨酸抗菌肽的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述Fmoc脱保护试剂由体积比为1:4的哌啶和DMF配制得到；所述活化后的树脂和Fmoc脱保护试剂的用量比为5mL：100mg；所述Fmoc保护基团脱除反应在室温下下反应15～20min，所述Fmoc保护基团脱除反应重复2～3次。
4.根据权利要求2所述的含色氨酸抗菌肽的合成方法，其特征在于，步骤(2)中，Fm...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝阳，纪明阳，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：