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基于D型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽及制备方法和应用技术

技术编号:41123708 阅读:19 留言:0更新日期:2024-04-30 17:50
本发明专利技术公开一种基于D型氨基酸跨链交互作用的β‑发卡抗菌肽及制备方法和应用,属于生物工程领域。该抗菌肽序列如SEQ ID No.1所示。本发明专利技术基于β‑发卡抗菌肽的排布,利用D‑色氨酸和D‑异亮氨酸之间产生的跨链交互作用来辅助PG转角单元形成的β‑发卡抗菌肽的结构的力,设计得到抗菌肽命名为wiFRPG;并公开了该抗菌肽在制备治疗由革兰氏阴性菌或/和革兰氏阳性菌引起的感染性疾病的药物中应用。该抗菌肽对多种细菌具有极强的抑菌活性和可忽略不计的溶血,治疗指数达到269.47,此外,在多种生理环境和高浓度蛋白酶条件下具有较高的稳定性,该抗菌肽具有较强替代抗生素的潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物,具体涉及一种基于d型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽及制备方法和应用。


技术介绍

1、由于人们长期大规模滥用抗生素,导致抗生素耐药性问题已经对人类健康、农业生产以及粮食安全产生了严重威胁,在此情况下,新型抗菌剂的开发日渐紧迫。抗菌肽(antimicrobial peptides,amps)是天然免疫的重要组成成分,广泛分布于昆虫、哺乳动物、两栖动物、鱼类、植物和细菌中,并且根据其不同的靶向目标,amps可以分为抗病毒肽、抗细菌肽、抗真菌肽、抗寄生虫肽。与抗生素不同,amps主要与细菌细胞膜阴离子成分发生静电吸附作用并破坏细胞膜,使细胞质成分泄露,进而导致细胞死亡。这种作用方式使其难以产生耐药性,因此被视为最有潜力的抗生素替代物之一。

2、amps在临床开发中最关键的障碍之一是它们在血清和生理盐条件下的稳定性差以及对蛋白水解酶消化的敏感性。其中最后一种是特别关键的,因为它降低了amps的口服生物利用度。多年来,许多策略已经被用来增强amps的蛋白水解抗性,其中d-氨基酸的取代是一种常见的策略。由于d-氨基酸的商业可用性高,制造成本低,其已被广泛用于解决amps的抗蛋白酶降解问题。有d-氨基酸取代的amps一般都能表现出与亲本肽相差无几的抗菌活性和溶血活性,但比起亲本肽却具有更好的蛋白酶稳定性,如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶。虽然用d-氨基酸取代多肽中的l-氨基酸可以有效地增强蛋白酶稳定性,但过度的取代也会带来潜在的风险,比如表现出过高的溶血活性。因此需要使用合适的修饰来提高体内稳定性,保持生物活性,并且保持较低的毒性,以期收获高效安全、稳定可靠、价格低廉的amps产品。


技术实现思路

1、基于以上不足之处,本专利技术提供一种基于d型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽wifrpg,以解决抗菌肽蛋白酶稳定性差的问题。

2、本专利技术所采用的技术方案如下:一种基于d型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽wifrpg,氨基酸序列如seq id no.1所示,含有pg转角单元,c端采用氨基酰胺化,序列中的色氨酸和异亮氨酸均为d型氨基酸。

3、本专利技术的目的是提供如上所述的一种基于d型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽wifrpg的制备方法,方法如下:肽链采用pg转角单元,在肽链的两端各放置一个苯丙氨酸增加多肽的疏水性,基于β-发卡两亲肽的排布,通过d型色氨酸和d型异亮氨酸之间的跨链交互作用来辅助pg转角单元形成稳定β-发卡结构的力,同时还增加了抗酶解能力,得到该多肽的氨基酸序列如seq id no.1所示,然后采用固相化学合成法合成该多肽,再对多肽进行抑菌活性检测、细胞毒性检测、溶血活性检测、盐稳定性的测定以及蛋白酶对抗菌活性影响测定,最后命名为抗菌肽wifrpg。

4、本专利技术的另一目的在于提供如上所述一种基于d型氨基酸跨链交互作用β-发卡抗菌肽wifrpg在制备治疗由革兰氏阴性菌或/和革兰氏阳性菌引起的感染性疾病的药物中应用。

5、进一步的,所述的革兰氏阴性菌包括:大肠杆菌、绿脓杆菌和鼠伤寒沙门氏菌。

6、进一步的,所述的革兰氏阳性菌包括:金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和粪肠球菌。

7、本专利技术的有益效果及优点:本专利技术的抗菌肽wifrpg的序列长度短,结构稳定,不易被蛋白酶降解。对合成的抗菌肽wifrpg进行抗菌、溶血、酶稳定性及盐稳定性检测,发现抗菌肽wifrpg对于大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、表皮葡萄球菌、粪肠球菌等多种菌株均能表现出很好的抑制作用,包括对十种细菌的最小抑菌浓度的几何平均数达到了3.80μm,并且具有很低的溶血活性,在高浓度蛋白酶条件下依旧能够保持优异的稳定性。综上所述,抗菌肽wifrpg是一种具有较高应用价值的抗菌肽。

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【技术保护点】

1.一种基于D型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽wiFRPG,其特征在于,氨基酸序列如SEQ ID No.1所示,含有PG转角单元,C端采用氨基酰胺化,序列中的色氨酸和异亮氨酸均为D型氨基酸。

2.根据权利要求1所述的一种基于D型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽wiFRPG的制备方法,其特征在于,方法如下:肽链采用PG转角单元,在肽链的两端各放置一个苯丙氨酸增加多肽的疏水性,基于β-发卡两亲肽的排布,通过D型色氨酸和D型异亮氨酸之间的跨链交互作用来辅助PG转角单元形成稳定β-发卡结构的力,同时还增加了抗酶解能力,得到该多肽的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示,然后采用固相化学合成法合成该多肽,再对多肽进行抑菌活性检测、细胞毒性检测、溶血活性检测、盐稳定性的测定以及蛋白酶对抗菌活性影响测定,最后命名为抗菌肽wiFRPG。

3.根据权利要求1所述的一种基于D型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽wiFRPG在制备治疗由革兰氏阴性菌或/和革兰氏阳性菌引起的感染性疾病的药物中应用。

4.根据权利要求3所述的应用,所述的革兰氏阴性菌包括:大肠杆菌、绿脓杆菌和鼠伤寒沙门氏菌。

5.根据权利要求3所述的应用,所述的革兰氏阳性菌包括:金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和粪肠球菌。

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【技术特征摘要】

1.一种基于d型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽wifrpg,其特征在于,氨基酸序列如seq id no.1所示,含有pg转角单元,c端采用氨基酰胺化,序列中的色氨酸和异亮氨酸均为d型氨基酸。

2.根据权利要求1所述的一种基于d型氨基酸跨链交互作用的β-发卡抗菌肽wifrpg的制备方法,其特征在于,方法如下:肽链采用pg转角单元,在肽链的两端各放置一个苯丙氨酸增加多肽的疏水性,基于β-发卡两亲肽的排布,通过d型色氨酸和d型异亮氨酸之间的跨链交互作用来辅助pg转角单元形成稳定β-发卡结构的力,同时还增加了抗酶解能力,得到该多肽的氨基酸序列如seq...

【专利技术属性】
技术研发人员:邵长轩王袁梦雪王梦成付艳雪张少华单安山
申请(专利权)人:东北农业大学
类型:发明
国别省市:

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