【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种β-内酰胺酶响应多肽纳米分子及其制备方法和应用，属于生物医用。
技术介绍
1、由于抗生素的过度和不合理使用，耐药性细菌正在全球范围内急剧蔓延，由耐药性细菌而引发的感染性疾病已日益威胁人类健康。因此，发展治疗耐药菌感染的新方法与新药物已成为临床上亟待解决的关键问题。
2、β-内酰胺类抗生素是治疗细菌性感染疾病的最常用药物，约占全球抗生素市场的60％。其广泛使用导致了细菌产生β-内酰胺酶，可以特异性的水解β-内酰胺环，致使β-内酰胺类抗生素失去抗菌活性。目前，临床上约80％耐药性细菌的出现均与β-内酰胺酶的产生相关。因此，β-内酰胺酶可作为一个重要靶标，来开发抗耐药菌感染新方法与新药物。
3、近年来，多肽自组装技术受到了广泛关注。通过合理的分子设计，可以合成多肽分子在细胞外组装形成功能结构与材料，并用于药物递送、再生医学、免疫调节等领域。此外，由于酶的表达水平与疾病密切相关，因此利用特定酶在疾病组织和细胞中的过量表达，还可以通过酶促自组装策略实现多肽分子在疾病部位的原位自组装，实现疾病诊疗。目前，酶促自组装策略在耐药菌感染成像与治疗领域的应用研究相对较少，还未见相关公开报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：提供一种β-内酰胺酶响应多肽纳米分子，利用酶促自组装策略，开发耐药菌感染治疗新策略，以解决临床上的抗生素耐药问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种β-内酰胺酶响应多肽纳米分子，所述多肽纳米分子包括亲水性模块、酶
3、所述多肽纳米分子可以进入耐药菌内部，并在耐药菌内特异性过表达β-内酰胺酶的水解作用下，自组装形成纳米纤维水凝胶，阻碍耐药菌的正常生命代谢，从而抑制耐药菌的生长和繁殖；
4、所述亲水性模块为2个谷氨酸e；
5、所述酶响应模块包括β-内酰胺酶响应分子和用于连接自组装模块的氨基酸，所述β-内酰胺酶响应分子为下列青霉素酶响应分子、碳青霉烯酶响应分子和头孢菌素酶响应分子中的任意一种：
6、
7、所述用于连接自组装模块的氨基酸为赖氨酸；
8、所述疏水性模块为c8～16的脂肪酸链；
9、所述自组装模块为vvaa。
10、优选地，所述多肽纳米分子的结构式如式i所示：
11、
12、本专利技术还提供了上述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子的制备方法，包括：将亲水性模块、酶响应模块、自组装模块和疏水性模块进行连接，得到所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子。
13、优选地，所述制备方法包括以下步骤：
14、步骤1)：β-内酰胺酶响应分子的合成；
15、步骤2)：将亲水性模块、酶响应模块中的赖氨酸、自组装模块和疏水性模块进行连接，然后将赖氨酸和步骤1)合成的β-内酰胺酶响应分子进行偶联，得到所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子。
16、优选地，所述步骤1)具体包括以下步骤：
17、步骤1.1)：将7-氨基头孢烷酸与叔丁酯保护的甘氨酸在有机溶剂中通过缩合试剂反应，使用乙酸乙酯萃取，盐酸水溶液洗涤，旋蒸去除溶剂后，使用甲醇重新溶解，并在冰乙醚中沉淀获取中间产物；
18、步骤1.2)：将上述步骤(1)得到的中间产物与3-巯基丙酸于水中混合反应，反应过程中逐滴添加碳酸氢钠溶液，直至溶液ph为5-6；
19、步骤1.3)：使用制备高效液相色谱对β-内酰胺酶响应小分子粗品进行分离纯化。
20、更优选地，所述步骤1.1)中，7-氨基头孢烷酸溶解于溶剂中再进行反应，浓度为0.1-100mm，优选为10mm；所述的有机溶剂为二甲基亚砜、乙醇、甲醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或乙腈中的任意一种或至少两种的混合物，优选为二甲基甲酰胺。
21、更优选地，所述步骤1.1)中，缩合试剂为2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯，n,n'-二异丙基碳二亚胺或1h-苯并三唑-1-基氧三吡咯烷基六氟磷酸盐等中的任意一种，优选为2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯。
22、更优选地，所述步骤1.1)中，7-氨基头孢烷酸、叔丁酯保护的甘氨酸、缩合试剂和三乙胺的摩尔比为1：1：1：1，1：1.2：1.2：1.2，1：1.5：1.5：1.5或1：2：2：2，优选为1：1.5：1.5：1.5。
23、更优选地，所述步骤1.1)中，反应时间为2-24小时，优选为4小时。
24、更优选地，所述步骤1.1)中，盐酸水溶液浓度为0.1-1m，优选为0.5m。
25、更优选地，所述步骤1.2)中，中间产物溶解于溶剂中再进行反应，浓度为0.1-100mm，优选为10mm。
26、更优选地，所述步骤1.2)中，中间产物、3-巯基丙酸的摩尔比为1：1，1：2，或1：3，优选为1：2。
27、更优选地，所述步骤1.2)中，碳酸氢钠溶液的浓度为0.1-10m，优选为1m。
28、更优选地，所述步骤1.2)中，反应温度为40-80摄氏度，优选为60摄氏度；
29、更优选地，所述步骤1.2)中，反应时间为6-24小时，优选为12h；
30、更优选地，所述步骤1.3)中，制备高效液相色谱中，色谱柱为c18反相色谱柱，流动相缓冲液a为乙腈加0.1％ tfa，流动相缓冲液b为水加0.1％ tfa。从10％的缓冲液a开始，在50分钟内到50％的缓冲液a进行线性梯度洗脱，流速为10ml/min。
31、优选地，所述步骤2)具体包括以下步骤：
32、步骤2.1)：使用脱保护试剂脱去rink amide mbha树脂上的fmoc保护基团；
33、步骤2.2)：使用缩合试剂将被fmoc保护的氨基酸的羧基与rink amide mbha树脂上裸露的氨基进行偶联；
34、步骤2.3)：使用脱保护试剂脱去氨基酸上的fmoc保护基团；
35、步骤2.4)：重复进行步骤2.2)和步骤2.3)中所述的偶联-脱保护操作，按照氨基酸序列完成亲水性模块、赖氨酸与自组装模块的连接；
36、步骤2.5)：使用缩合试剂将脂肪酸与自主装模块中的氨基酸上裸露的氨基进行过夜偶联，完成亲水性模块和自主装模块的连接；
37、步骤2.6)：通过缩合试剂将β-内酰胺酶响应小分子与赖氨酸中裸露的氨基进行偶联；
38、步骤2.7)：使用切割试剂将肽链从树脂上切下，并使用冰乙醚沉淀得到β-内酰胺酶响应多肽纳米分子粗品；
39、步骤2.8)：使用制备高效液相色谱对β-内酰胺酶响应多肽纳米分子粗品进行分离纯化。
40、更优选地，所述步骤2.1)中，固相合成时树脂的载样量为0.3mmol/g。
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【技术保护点】
1.一种β-内酰胺酶响应多肽纳米分子，其特征在于，所述多肽纳米分子包括亲水性模块、酶响应模块、自组装模块和疏水性模块，所述亲水性模块、酶响应模块和疏水性模块分别通过肽键与自组装模块连接；
2.如权利要求1所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子，其特征在于，所述多肽纳米分子的结构式如式I所示：
3.权利要求1或2所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子的制备方法，其特征在于，包括：将亲水性模块、酶响应模块、自组装模块和疏水性模块进行连接，得到所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子。
4.如权利要求3所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子的制备方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括以下步骤：
6.如权利要求4所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子的制备方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括以下步骤：
7.权利要求1或2所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子在制备抑制β-内酰胺类抗生素耐药细菌生长和繁殖的药物中的应用。
8.
...【技术特征摘要】
1.一种β-内酰胺酶响应多肽纳米分子，其特征在于，所述多肽纳米分子包括亲水性模块、酶响应模块、自组装模块和疏水性模块，所述亲水性模块、酶响应模块和疏水性模块分别通过肽键与自组装模块连接；
2.如权利要求1所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子，其特征在于，所述多肽纳米分子的结构式如式i所示：
3.权利要求1或2所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子的制备方法，其特征在于，包括：将亲水性模块、酶响应模块、自组装模块和疏水性模块进行连接，得到所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分子。
4.如权利要求3所述的β-内酰胺酶响应多肽纳米分...
【专利技术属性】
技术研发人员：石业娇，吴明浩，刘超，陈慧萱，刘之楠，胡宏岗，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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