CN104710523B - 对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物及其制备方法 - Google Patents

对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物及其制备方法,所述Magainin肽为天然肽Magainin I或Magainin II，按C端到N端的顺序Magainin肽的23位甘氨酸与序列K(nph)KK2(β‑Ala‑NH2)4中的6‑（4‑吗啉‑1，8‑萘酰亚胺）‑赖氨酸连接，即：M‑MGN‑I或M‑MGN‑II。所述两种新型的Magainin肽修饰物M‑MGN‑I和M‑MGN‑II，能够具有优良的广谱抗菌效果，尤其对对感染细胞或或活体内的铜绿假单胞菌有良好的抗菌效果，且能够特异性的清除A549和HBE细胞中的铜绿假单胞菌。

Description

对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物及其制备 方法
技术领域
本发明属于生物化学领域，具体涉及的是对铜绿假单胞菌有优异抗菌性能的Magainin肽修饰物及其制备方法。
背景技术
抗菌肽（Antimicrobial Peptides）是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽，分子量为2000～7000左右，由20～60个氨基酸残基组成。这类活性多肽多数具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌等特点。抗菌肽通过破坏膜的完整性，使细胞内外屏障丧失，从而杀死细菌。抗菌肽因为抗菌活性高，抗菌谱广，种类多，可供选择的范围广，靶菌株不易产生抗性突变等原因，而被认为将会在医药工业上有着广阔的应用前景。
Magainin肽是1987年Zasloff等人从非洲爪蟾皮肤中提取的一类天然肽，主要包含Magainin I和Magainin II两种结构十分类似的肽。天然肽Magainin I氨基酸序列为：SKMIEGVFAKGFKGASHLFKGIG；天然肽Magainin II其氨基酸序列为：SNMIEGVFAKGFKKASHLFKGIG，Magainin肽具有广谱的抗微生物活性，对许多细菌、真菌、原虫具有杀灭效果，且具有一定的抗肿瘤效果。
铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）广泛存在于自然界中，是一种可引起人类各种感染性疾病的条件致病菌。在一些慢性疾病和免疫功能低下以及侵入性治疗或严重创伤的患者中极易罹患该菌感染，是医院内感染的主要致病菌之一。从连续7年的NPRS(中国国家重症监护病房细菌耐药监测)研究统计的数字来看，从中国ICU(重症加强护理病房)分离出的致病菌中，铜绿假单胞的数量占第一位。铜绿假单胞菌作为条件致病菌之一可引起呼吸道感染、泌尿系统感染、伤口感染、菌血症等。
近年来由于抗生素的广泛使用，铜绿假单胞菌对NCCLS(美国临床实验室标准化委员会)推荐的一线用药，如庆大霉素、头孢噻甲羧肟、哌拉西林等亦早己产生不同程度的耐药性，这就使得该菌的抗感染治疗越来越困难，克服铜绿假单胞菌耐药性问题是当务之急。专利公开号：1049166，由理查德·A·霍顿等人发明的一系列magainin肽取代类似物，虽然具有较好的抗菌活性但并不具有靶向清除细胞内细菌的能力。中国专利申请号：200810157206.X，200110085397.4公开的运用基因工程方法合成的蜂毒素-马盖宁肽杂合物也不具有靶向清除细胞内细菌的能力。因此，研制出新型的对铜绿假单胞菌等多耐药菌具有良好抗菌效果抗菌肽，具有十分重要的现实意义。
发明内容
为了克服上述缺点，本发明的目的在于提供对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物及其制备方法，所述两种新型的Magainin肽修饰物M-MGN-I和M-MGN-II能够具有优良的广谱抗菌效果，尤其对对感染细胞或或活体内的铜绿假单胞菌有良好的抗菌效果，且能够特异性的清除A549和HBE细胞中的铜绿假单胞菌。
本发明的目的是通过如下技术方案实现：
本发明提供对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物,所述Magainin肽为天然肽Magainin I其氨基酸序列为SKMIEGVFAKGFKGASHLFKGIG，或天然肽Magainin II其氨基酸序列为SNMIEGVFAKGFKKASHLFKGIG，其特征在于：按C端到N端的顺序Magainin肽的23位甘氨酸与序列K(nph)KK2(β-Ala-NH2)4中的6-（4-吗啉-1，8-萘酰亚胺）-赖氨酸连接，即：
M-MGN-I:HO-SKMIEGVFAKGFKGASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4，
M-MGN-II:HO-SNMIEGVFAKGFKKASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4。
所述M-MGN-I和M-MGN-II N端增加了四个带正电的β-丙氨酸，使得N端的正电性增强，增强了“头基”效应，从而增强了抗菌性能。
根据本发明所述的Magainin肽修饰物，所述序列K(nph)KK2(β-Ala-NH2)4的结构为：
本发明所述荧光团为6-（4-吗啉-1，8-萘酰亚胺）-赖氨酸，能发射绿色荧光，主要用于荧光示踪。
本发明还提供所述Magainin肽修饰物的制备方法，包括如下步骤：
（1）采用固相Fmoc技术，将反应瓶中的羧基树脂和侧链带有保护基的Fmoc丝氨酸溶于DMF溶液，在有机碱和偶合剂存在下反应后，得到与侧链带有保护基的丝氨酸偶联的树脂；
（2）将步骤（1）得到的侧链带有保护基的丝氨酸偶联的树脂放入微波多肽合成仪中，加入体积比1/4的六氢哌啶/DMF混合液，在微波作用下脱除Fmoc保护基团，然后加入有机碱二异丙基乙基氨、偶合剂和侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸或者侧链带有保护基的Fmoc天冬酰胺，微波反应后，得到进一步与侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸或者侧链带有保护基的天冬酰胺偶联的树脂；
（3）依次重复步骤（2），其中原料氨基酸依次替换为Fmoc甲硫氨酸、Fmoc异亮氨酸、侧链带有保护基的Fmoc谷氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc缬氨酸、Fmoc苯丙氨酸、Fmoc丙氨酸、侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc苯丙氨酸、侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸或者侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、Fmoc丙氨酸、侧链带有保护基的Fmoc丝氨酸、侧链带有保护基的Fmoc组氨酸、Fmoc亮氨酸、Fmoc苯丙氨酸、侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc异亮氨酸，Fmoc甘氨酸，Fmoc6-（4-吗啉-1，8-萘酰亚胺）-赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、Fmoc-β-丙氨酸，脱除Fmoc保护基团，最终得到与上述氨基酸依次偶联的树脂；
（4）切割步骤（3）所得与上述氨基酸依次偶联的树脂，得到化合物
M-MGN-I:HO-SKMIEGVFAKGFKGASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4，或者M-MGN-II:HO-SNMIEGVFAKGFKKASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，优选的是，所述侧链带有保护基的Fmoc丝氨酸、侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、侧链带有保护基的Fmoc天冬酰胺、侧链带有保护基的Fmoc谷氨酸、侧链带有保护基的Fmoc组氨酸依次为叔丁基保护的Fmoc丝氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、（三苯甲基保护的）Fmoc天冬酰胺、三苯甲基保护的Fmoc谷氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc组氨酸。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法的切割过程中，同时去掉各氨基酸的侧连保护基团。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法的切割，采用三氟乙酸/三甲基硅烷/水以体积比95/2.5/2.5为混合切割3小时，得粗品。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，优选的是，所述羧基树脂为2-氯三苯甲基氯树脂；所述有机碱为二异丙基乙基氨；所述偶合剂为苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，优选的是，所述各种氨基酸与羧基树脂的摩尔比均为2～8/1。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，进一步优选的是，所述各种氨基酸与羧基树脂的摩尔比均为3～5/1。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，优选的是，所述偶合剂与羧基树脂摩尔比2～8/1。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，进一步优选的是，所述偶合剂与羧基树脂摩尔比3～6/1。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，优选的是，所述碱与各种氨基酸摩尔比均为2～10/1。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，进一步优选的是，所述碱与各种氨基酸摩尔比均为5～8/1。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，优选的是，所述脱除Fmoc保护基团的体系是六氢哌啶/DMF混合液。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，优选的是，六氢哌啶/DMF混合液的体积比1/4。
本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，优选的是，所述六氢哌啶/DMF的混合液加入量为10-30mL/g树脂。
根据本发明所述Magainin肽修饰物的制备方法，优选的是，本发明中的活化体系HBTU、DIPEA和DMF。
本发明所述两种新型的Magainin肽修饰物M-MGN-I和M-MGN-II分别基于天然肽Magainin I和Magainin II的新型抗菌肽，所述肽为对感染细胞或或活体内的铜绿假单胞菌有良好的抗菌效果。
本发明提供的Magainin肽修饰物M-MGN-I的制备方法：
利用微波多肽合成仪（50℃,2MP），使用标准的(芴甲氧羰基)Fmoc技术合成一种新型的抗菌肽药物M-MGN-I，所述方法包括以下步骤：
a.采用固相Fmoc技术，将羧基树脂2-氯三苯甲基氯树脂和叔丁基保护的Fmoc丝氨酸置于反应瓶中，加入有机碱二异丙基乙基氨和偶合剂苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐，在DMF溶液中反应后得到与叔丁基保护的Fmoc丝氨酸偶联的树脂；
b.将步骤a得到的叔丁基保护的Fmoc丝氨酸偶联的树脂放入微波多肽合成仪中，加入体积比1/4的六氢哌啶/DMF混合液，在微波作用下脱除Fmoc保护基团，然后加入有机碱二异丙基乙基氨、偶合剂苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐和叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸，微波作用得到进一步与叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸偶联的树脂；
c.依次重复步骤b，其中原料氨基酸依次替换为Fmoc甲硫氨酸、Fmoc异亮氨酸、三苯甲基保护的Fmoc谷氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc缬氨酸、Fmoc苯丙氨酸、Fmoc丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc苯丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc丙氨酸、叔丁基保护的Fmoc丝氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc组氨酸、Fmoc亮氨酸、Fmoc苯丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc异亮氨酸，Fmoc甘氨酸，Fmoc6-（4-吗啉-1，8-萘酰亚胺）-赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、Fmoc-β-丙氨酸，脱除Fmoc保护基团，最终得到与上述氨基酸依次偶联的树脂；
双Fmoc赖氨酸结构如下：
d.切割步骤c所得与上述氨基酸依次偶联的树脂，得到化合物M-MGN-I多肽：HO-SKMIEGVFAKGFKGASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4；
所述各种氨基酸与羧基树脂的摩尔比均为3/1；所述偶合剂与羧基树脂摩尔比3/1；所述碱与各种氨基酸摩尔比均为8/1。
所述脱除Fmoc保护基团的体系是六氢哌啶/DMF混合液，所述六氢哌啶/DMF混合液的体积比1/4；所述六氢哌啶/DMF的混合液加入量为10-30mL/g树脂，即每g2-氯三苯甲基氯树脂加入10-30mL六氢哌啶/DMF混合液体。
M-MGN-I的结构:
本发明提供的Magainin肽修饰物M-MGN-II的制备方法：
利用微波多肽合成仪（50℃,2MP），使用标准的(芴甲氧羰基)Fmoc技术合成一种新型的抗菌肽药物M-MGN-II，所述方法包括以下步骤：
a.采用固相Fmoc技术，将羧基树脂2-氯三苯甲基氯树脂和叔丁基保护的Fmoc丝氨酸置于反应瓶中，加入有机碱二异丙基乙基氨和偶合剂苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐，在DMF溶液中反应后，得到与叔丁基保护的Fmoc丝氨酸偶联的树脂；
b.将步骤a得到的叔丁基保护的Fmoc丝氨酸偶联的树脂放入微波多肽合成仪中，加入体积比1/4的六氢哌啶/DMF混合液，在微波作用下脱除Fmoc保护基团，然后加入有机碱二异丙基乙基氨、加入偶合剂和（三苯甲基保护的）Fmoc天冬酰胺，微波作用得到进一步与（三苯甲基保护的）Fmoc天冬酰胺偶联的树脂；
c.依次重复步骤b，其中原料氨基酸依次替换为Fmoc甲硫氨酸、Fmoc异亮氨酸、三苯甲基保护的Fmoc谷氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc缬氨酸、Fmoc苯丙氨酸、Fmoc丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc苯丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc丙氨酸、叔丁基保护的Fmoc丝氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc组氨酸、Fmoc亮氨酸、Fmoc苯丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc异亮氨酸，Fmoc甘氨酸，Fmoc6-（4-吗啉-1，8-萘酰亚胺）-赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、Fmoc-β-丙氨酸，脱除Fmoc保护基团，最终得到与上述氨基酸依次偶联的树脂；
d.切割步骤c所得与上述氨基酸依次偶联的树脂，得到化合物M-MGN-II多肽：HO-SNMIEGVFAKGFKKASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4；
所述各种氨基酸与羧基树脂的摩尔比均为3/1；所述偶合剂与羧基树脂摩尔比3/1；所述碱与各种氨基酸摩尔比均为8/1。
所述脱除Fmoc保护基团的体系是六氢哌啶/DMF混合液，所述六氢哌啶/DMF混合液的体积比1/4，所述六氢哌啶/DMF的混合液加入量为10-30mL/g树脂，即每g2-氯三苯甲基氯树脂加入10-30mL六氢哌啶/DMF混合液体。
M-MGN-II的结构:
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物M-MGN-I和M-MGN-II多肽对多种革兰氏阴性细菌如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、痢疾志贺氏菌、不动杆菌、弗洛地枸橼酸杆菌，和革兰氏阳性细菌如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、人葡萄球菌、屎肠球菌都表现出了优良的抗菌效果，与天然的Magainin肽相比抗菌性能有大幅提高。
2.M-MGN-I和M-MGN-II多肽能有效清除感染细胞内的铜绿假单胞菌。
3.M-MGN-I和M-MGN-II多肽具有解毒功能，能结合LPS（脂多糖）且具有荧光示踪功能。（如图6所示）
附图说明
图1为本发明提供的Magainin肽修饰物M-MGN-I的HPLC（高效液相色谱）分析谱图；
图2为本发明提供的Magainin肽修饰物M-MGN-I的MADLI-TOF质谱图；
图3本发明提供的Magainin肽修饰物M-MGN-II的HPLC（高效液相色谱）分析谱图；
图4为本发明提供的Magainin肽修饰物M-MGN-II的MADLI-TOF质谱图；
图5为M-MGN-I和M-MGN-II多肽对A549细胞和HBE细胞内铜绿假单胞菌的清除效率图。
图6为M-MGN-I和M-MGN-II多肽与LPS结合后的共聚焦图片。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本发明所用试剂和仪器：
实施例1
本发明提供的对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物M-MGN-I的制备方法：包含以下步骤：
步骤1将2-CTC树脂(1.4mmol/g,178.6mg),叔丁基(tBu)保护的Fmoc丝氨酸(Fmoc-Ser(tBU)-OH)(287.6mg,0.75mmol)及DIPEA(170μL,2mmol)，HBTU(284.4mg,0.75mmol)置于反应瓶中，加入DMF(15mL)溶解,搅拌6-12小时。反应完毕，静置，抽干DMF，用DMF清洗树脂，得黄色树脂。
步骤2将步骤1中与叔丁基(tBu)保护的丝氨酸偶联的树脂放入微波多肽合成仪中运行多肽合成程序：加入六氢哌啶－DMF(1/4;10mL)微波（35W）辐射75s脱除Fmoc保护基团，加入DMF(15mL)清洗树脂，加入叔丁氧羰基(Boc)保护的Fmoc赖氨酸(Fmoc-Lys(Boc)-OH)(0.2mmol/mL,3.75mL)及DIPEA(1mmol/mL,2mL)，HBTU(0.5mmol/mL,1.5mL)微波（30W）辐射75s进行偶联，加入DMF(15mL)清洗树脂。
步骤3依次重复步骤2，其中原料氨基酸依次替换为Fmoc甲硫氨酸、Fmoc异亮氨酸、三苯甲基保护的Fmoc谷氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc缬氨酸、Fmoc苯丙氨酸、Fmoc丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc苯丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc丙氨酸、叔丁基保护的Fmoc丝氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc组氨酸、Fmoc亮氨酸、Fmoc苯丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc异亮氨酸，Fmoc甘氨酸，Fmoc6-（4-吗啉-1，8-萘酰亚胺）-赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、Fmoc-β-丙氨酸，最终得到脱除Fmoc保护基团、且与上述氨基酸依次偶联的树脂；详细合成方法与步骤2同。
步骤4采用三氟乙酸/三甲基硅烷/水以体积比95/2.5/2.5为混合切割3小时，得粗品。粗品经HPLC分离得M-MGN-II多肽，纯度为100.00%（如图1所示），产物经高效液相色谱(HPLC)：分离溶剂为乙腈和水，乙腈从0%-90%，水从100%-10%。色谱柱填料为C18，柱温25℃。理论产量868mg，实际产量46.67mg，产率5.4%.分子C164H256N42O39S,分子量为3472.1104;（在MADLI-TOF中显示为3472.920[M+H]+（如图2所示，MADLI-TOF质谱：用甲醇溶解，M-MGN-I多肽含量为1%。）。
实施例2
本发明提供的对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物M-MGN-II的制备方法：包含以下步骤：
步骤1将2-CTC树脂(1.4mmol/g,178.6mg),叔丁基(tBu)保护的Fmoc丝氨酸(Fmoc-Ser(tBU)-OH)(287.6mg,0.75mmol)及DIPEA(170μL,2mmol)，HBTU(284.4mg,0.75mmol)置于反应瓶中，加入DMF(15mL)溶解,搅拌6-12小时。反应完毕，静置，抽干DMF，用DMF清洗树脂，得黄色树脂。
步骤2将步骤1中与侧链带有保护基的丝氨酸偶联的树脂放入微波多肽合成仪中运行多肽合成标准程序：加入六氢哌啶－DMF(1/4;10mL)微波（35W）辐射75s脱除Fmoc保护基团，加入DMF(15mL)清洗树脂，加入三苯甲基(Trt)保护的Fmoc天冬酰胺(Fmoc-Asn(Trt)-OH)(0.2mmol/mL,3.75mL)及DIPEA(1mmol/mL,2mL)，HBTU(0.5mmol/mL,1.5mL)微波（30W）辐射75s进行偶联，加入DMF(15mL)清洗树脂。
步骤3依次重复步骤2，其中原料氨基酸依次替换为Fmoc甲硫氨酸、Fmoc异亮氨酸、三苯甲基保护的Fmoc谷氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc缬氨酸、Fmoc苯丙氨酸、Fmoc丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc苯丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc丙氨酸、叔丁基保护的Fmoc丝氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc组氨酸、Fmoc亮氨酸、Fmoc苯丙氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc异亮氨酸，Fmoc甘氨酸，Fmoc6-（4-吗啉-1，8-萘酰亚胺）-赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、Fmoc-β-丙氨酸，最终得到脱除Fmoc保护基团、且与上述氨基酸依次偶联的树脂；详细合成方法与步骤2同。
步骤4采用三氟乙酸/三甲基硅烷/水以体积比95/2.5/2.5为混合切割3小时，得粗品。粗品经HPLC分离得M-MGN-II多肽，纯度为100.00%，（如图3所示），产物经高效液相色谱(HPLC)分离条件：分离溶剂为乙腈和水，乙腈从0%-90%，水从100%-10%。色谱柱填料为C18，柱温25℃。。理论产量882.3mg，实际产量28.31mg，产率3.2%.分子C166H259N43O40S,分子量为3529.1618;（在MADLI-TOF中显示为3529.915[M+H]+（如图4所示），MADLI-TOF质谱：用甲醇溶解，M-MGN-II多肽含量为1%。。
效果对比例1：所述M-MGN-I和M-MGN-II多肽对各种细菌的最小抑菌浓度测定：
细菌在普通营养肉汤中培养至对数生长期，调OD600值至0.1，在96孔板上分别加入100μL不同浓度的M-MGN-I或M-MGN-II多肽溶液以及100μL菌液，37℃孵育8小时，测OD600。将能抑制50%细菌生长的浓度定义为最小抑菌浓度。M-MGN-I与天然的Magainin I(MGN-I)相比，M-MGN-I抗菌性能大幅提高，M-MGN-II与天然的Magainin II(MGN-II)相比，M-MGN-II抗菌性能大幅提高（见下表）。
M-MGN-I和M-MGN-II多肽对各种细菌的MIC（最小抑菌浓度）表
效果对比例2：所述M-MGN-I和M-MGN-II多肽对细胞内的铜绿假单胞菌的清除效果：
用铜绿假单胞菌感染（MOI:1:10）A549或HBE细胞1小时，然后用PBS洗涤3次，加入80μg/mL的M-MGN-I或M-MGN-II孵育10小时，细胞内的铜绿假单胞菌可被完全清除（如图5所示）。
效果对比例3：所述M-MGN-I和M-MGN-II多肽结合LPS并可用于荧光示踪。将M-MGN-I或M-MGN-II多肽和LPS的水溶液以1:2的摩尔比混合，拍摄共聚焦图片。M-MGN-I或M-MGN-II多肽与LPS结合，形成囊泡结构，并发射绿色荧光（如图6所示）。
本发明提供的对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物M-MGN-I和M-MGN-II多肽对多种革兰氏阴性细菌如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、痢疾志贺氏菌、不动杆菌、弗洛地枸橼酸杆菌，和革兰氏阳性细菌如金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、人葡萄球菌、屎肠球菌都表现出了优良的抗菌效果，与天然的Magainin肽相比抗菌性能有大幅提高；M-MGN-I和M-MGN-II多肽能有效清除感染细胞内的铜绿假单胞菌；M-MGN-I和M-MGN-II多肽具有解毒功能，能结合LPS（脂多糖）且具有荧光示踪功能，可作为新型抗菌药物应用于抗菌领域。

Claims (10)

1.对铜绿假单胞菌具有抗菌性能的Magainin肽修饰物,所述Magainin肽为天然肽Magainin I，其氨基酸序列为SKMIEGVFAKGFKGASHLFKGIG，或天然肽Magainin II，其氨基酸序列为SNMIEGVFAKGFKKASHLFKGIG，其特征在于：按N端到C端的顺序Magainin肽的23位甘氨酸与序列K(nph)KK2(β-Ala-NH2)4中的6-(4-吗啉-1，8-萘酰亚胺)-赖氨酸连接，即：
M-MGN-I:HO-SKMIEGVFAKGFKGASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4，
M-MGN-II:HO-SNMIEGVFAKGFKKASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4。
2.根据权利要求1所述的Magainin肽修饰物，其特征在于，所述序列K(nph)KK2(β-Ala-NH2)4的结构为：
3.权利要求1所述Magainin肽修饰物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)采用固相Fmoc技术，将反应瓶中的羧基树脂和侧链带有保护基的Fmoc丝氨酸溶于DMF溶液，在有机碱和偶合剂存在下反应后，得到与侧链带有保护基的丝氨酸偶联的树脂；
(2)将步骤(1)得到的侧链带有保护基的丝氨酸偶联的树脂放入微波多肽合成仪中，加入体积比1/4的六氢哌啶/DMF混合液，在微波作用下脱除Fmoc保护基团，然后加入有机碱、偶合剂和侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸或者侧链带有保护基的Fmoc天冬酰胺，微波反应后，得到进一步与侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸或者侧链带有保护基的天冬酰胺偶联的树脂；
(3)依次重复步骤(2)，其中原料氨基酸依次替换为Fmoc甲硫氨酸、Fmoc异亮氨酸、侧链带有保护基的Fmoc谷氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc缬氨酸、Fmoc苯丙氨酸、Fmoc丙氨酸、侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc苯丙氨酸、侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸或者侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、Fmoc丙氨酸、侧链带有保护基的Fmoc丝氨酸、侧链带有保护基的Fmoc组氨酸、Fmoc亮氨酸、Fmoc苯丙氨酸、侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、Fmoc甘氨酸、Fmoc异亮氨酸，Fmoc甘氨酸，Fmoc 6-(4-吗啉-1，8-萘酰亚胺)-赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、双Fmoc赖氨酸、Fmoc-β-丙氨酸，脱除Fmoc保护基团，最终得到与上述氨基酸依次偶联的树脂；
(4)切割步骤(3)所得与上述氨基酸依次偶联的树脂，得到化合物
M-MGN-I:HO-SKMIEGVFAKGFKGASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4，或者
M-MGN-II:HO-SNMIEGVFAKGFKKASHLFKGIGK(nph)KK2(β-Ala-NH2)4。
4.根据权利要求3所述Magainin肽修饰物的制备方法，其特征在于：所述侧链带有保护基的Fmoc丝氨酸、侧链带有保护基的Fmoc赖氨酸、侧链带有保护基的Fmoc天冬酰胺、侧链带有保护基的Fmoc谷氨酸、侧链带有保护基的Fmoc组氨酸依次为叔丁基保护的Fmoc丝氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc赖氨酸、三苯甲基保护的Fmoc天冬酰胺、三苯甲基保护的Fmoc谷氨酸、叔丁氧羰基保护的Fmoc组氨酸。
5.根据权利要求3所述Magainin肽修饰物的制备方法，其特征在于：所述羧基树脂为2-氯三苯甲基氯树脂；所述有机碱为二异丙基乙基氨；所述偶合剂为苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐。
6.根据权利要求3所述Magainin肽修饰物的制备方法，其特征在于：所述各种氨基酸与羧基树脂的摩尔比均为2～8/1。
7.根据权利要求3所述Magainin肽修饰物的制备方法，其特征在于：所述偶合剂与羧基树脂摩尔比2～8/1。
8.根据权利要求3所述Magainin肽修饰物的制备方法，其特征在于：所述碱与所述氨基酸摩尔比均为2～10/1。
9.根据权利要求3所述Magainin肽修饰物的制备方法，其特征在于：所述脱除Fmoc保护基团的体系是六氢哌啶/DMF混合液，六氢哌啶/DMF混合液的体积比1/4。
10.根据权利要求3所述Magainin肽修饰物的制备方法，其特征在于：所述六氢哌啶/DMF的混合液加入量为10-30mL/g树脂。
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